DE19532348A1 - Solar absorber for heating air and other gases - Google Patents
Solar absorber for heating air and other gasesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung befaßt sich mit Sonnenkollektoren mit Luft als Wärmeträgermedium und beschreibt hierfür samt- oder plüschähnliche Strukturen, die die Funktion eines porösen Solarabsorbers mit einer aufgesetzten transparenten Wärmedämmung (TWD) haben.The invention is concerned with solar panels with air as Heat transfer medium and describes velvet or plush-like structures that function as a porous Solar absorber with transparent thermal insulation (TWD) have.
Da hierbei die Luft etwa parallel zur Einstrahlung durch die Schicht der Fäden zum absorbierenden Grund strömt, transportiert sie nach oben wandernde Verlustwärme stets nach unten zurück. Eine derartige Struktur verspricht daher einen guten Wirkungsgrad und ist in den bevorzugten Ausführungen vergleichsweise billig herzustellen.Because here the air is roughly parallel to the radiation from the Layer of threads flows to the absorbent base, transported heat that migrates upwards always returns downwards. Such a structure therefore promises good efficiency and is comparatively cheap in the preferred designs to manufacture.
Derzeit werden Luft-Sonnenkollektoren zur Beheizung von Wohn- und Gewerbebauten gewöhnlich mit Absorbern aus Aluminiumblechprofilen versehen die auf ihrer Oberseite schwarz beschichtet sind wie dies auch bei Absorbern für das Medium Wasser üblich ist. Durch die Blechprofile strömt die Luft parallel zur Kollektorebene und wird erwärmt. Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß das Aluminiumblech relativ teuer ist und für die Wärmeübertragung stets ein erheblicher Temperaturunterschied zwischen dem Blech und der Luft nötig ist.Air solar panels are currently used for heating residential and Commercial buildings usually with absorbers made of aluminum sheet profiles provided that are coated black on their top like this is also common with absorbers for the medium of water. By the sheet metal profiles the air flows parallel to the collector level and is heated. This construction has the disadvantage that Aluminum sheet is relatively expensive and for heat transfer always a significant temperature difference between the sheet and the air is necessary.
Die Wärmeübertragung kann verbessert werden, wenn man einen möglichst feinporigen Absorber einsetzt, durch den die Luft hindurchströmen muß, und zwar gewöhnlich von oben nach unten (d. h. von der Kollektorfront zur Rückseite).The heat transfer can be improved if you have one uses as fine-pored absorber through which the air must flow through, usually from top to bottom (i.e. from the collector front to the rear).
In eigenen Versuchen wurde allerdings nachgewiesen daß die zwischen Absorber und Frontabdeckung sich im Kollektor verteilende Luft von der Absorberoberfläche viel Wärme abnimmt und z. T. an die Front abgibt, was zu erheblichen Verlusten führt. Deshalb werden derartige Kollektoren nur mit 20 bis 30 K über der Außentemperatur betrieben, z. B. zur Heutrocknung.In our own experiments, however, it was proven that the between the absorber and the front cover in the collector distributing air from the absorber surface decreases a lot of heat and Z. T. surrenders to the front, which leads to considerable losses. Therefore, such collectors are only 20 to 30 K above Outside temperature operated, e.g. B. for hay drying.
Für größere Temperaturerhöhungen kann man auf den Absorber eine transparente Wärmedämmung (TWD) aufsetzen, wie sie in der Offenlegungsschrift 28 23 449 (S. 45 und Fig. 1) beschrieben wird. Dort wird diese Struktur "Wärmefalle" oder "Strahlungs falle" genannt. Die TWD kann eine feste Wabenstruktur oder aus Folienstreifen zusammengesetzt sein. Eine solche Absorber-TWD- Kombination bietet physikalisch grundsätzlich dieselben Vorteile, wie sie anschließend für den erfindungsgemäßen Luft-Solarabsorber beschrieben werden.For larger temperature increases, transparent heat insulation (TWD) can be placed on the absorber, as described in laid-open specification 28 23 449 (p. 45 and FIG. 1). There this structure is called "heat trap" or "radiation trap". The TWD can be a fixed honeycomb structure or composed of foil strips. Such an absorber-TWD combination basically offers the same physical advantages as are subsequently described for the air-solar absorber according to the invention.
Mit den am Markt angebotenen Materialien läßt sich die oben beschriebene Absorber-TWD-Kombination verwirklichen, wird aber eher teuerer als ein guter Metallabsorber für flüssige Wärmeträgermedien. Hierbei spielt der hohe Preis der angebotenen TWDs eine Rolle, außerdem müssen die beiden Bestandteile verbunden oder gesondert montiert werden.With the materials offered on the market, the above can be implement absorber-TWD combination described, but will rather more expensive than a good metal absorber for liquid Heat transfer media. Here the high price of the offered plays TWDs matter, the two components must also connected or mounted separately.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luft- Solarabsorber zu schaffen, der weitgehend dieselben Eigenschaften hat wie eine Absorber-TWD-Kombination, aber wesentlich preisgünstiger herzustellen ist.The invention has for its object to provide an air To create solar absorbers that have largely the same properties has like an absorber-TWD combination, but essential is cheaper to manufacture.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die herkömmliche TWD durch an einem porösen Träger befestigte Fäden ersetzt wird, die in Richtung Frontabdeckung zeigen. Die durch die Fäden über dem Träger erzeugte Schicht wird Flor genannt. Der Großteil der Florfäden verläuft bevorzugt unter einem Winkel von etwa 90° vom Träger weg, kann hiervon aber auch um bis zu 60° abweichen.This is achieved in that the conventional TWD is replaced by threads attached to a porous support, that point towards the front cover. Through the threads the layer produced on the carrier is called pile. Most of the Pile threads preferably run at an angle of approximately 90 ° from Carrier away, but can also deviate from this by up to 60 °.
Der Träger ist eine poröse Schicht in Form eines Gewebes, eines Vlieses, einer perforierten Folie oder einer perforierten Platte aus Metall, Kunststoff, Carbonfasern, Glas oder anderen Materialien mit ausreichender Temperaturbeständigkeit. Für eine gleichmäßige Durchströmung der gesamten Fläche sollen die Poren einen gewissen Strömungswiderstand hervorrufen.The carrier is a porous layer in the form of a tissue, one Fleece, a perforated film or a perforated plate made of metal, plastic, carbon fibers, glass or other Materials with sufficient temperature resistance. For one The pores should flow evenly across the entire surface cause a certain flow resistance.
Unabhängig von ihren Poren sollte die Trägerstruktur selbst mindestens an der Oberseite einen hohen Absorptionsgrad für das Sonnenlicht aufweisen.Regardless of their pores, the support structure itself should a high degree of absorption for the Have sunlight.
Ein Teil des Lichts gelangt bei den meisten Ausführungen durch die Poren für die Luftströmung und durch Florfäden, die evtl. durch den Träger verlaufen, hinter den Träger. Dies ist in Abb. 5 und Abb. 6 schematisch dargestellt: Das Licht 7, das durch die Frontabdeckung 4 hindurchgetreten ist, trifft auf den Luft- Solarabsorber 5, der einen Teil durchläßt (Pfeil 8).In most versions, part of the light passes through the pores for the air flow and through pile threads that may run through the carrier behind the carrier. This is shown schematically in Fig. 5 and Fig. 6: The light 7 , which has passed through the front cover 4 , strikes the air solar absorber 5 , which allows part of it (arrow 8 ).
Wird dieses Licht an der Hintergrundschicht 6 in Abb. 5 reflektiert, geht es zum Absorber zurück (Pfeil 9). und der Großteil hiervon wird an der Absorberrückseite in Wärme umgewandelt. Ein kleiner Teil gelangt durch Poren und Florfäden zur Front zurück (Pfeil 10). Bei z. B. 20% Lichtdurchtritt zum Kollektorhintergrund und dunkler Absorberrückseite ergibt das einen Verlust von 4% der gesamten Einstrahlung.If this light is reflected on the background layer 6 in Fig. 5, it goes back to the absorber (arrow 9 ). and most of it is converted to heat on the back of the absorber. A small part returns to the front through pores and pile threads (arrow 10 ). At z. B. 20% light passage to the collector background and dark absorber back results in a loss of 4% of the total radiation.
Ist wie in Abb. 6 der Hintergrund 6 absorbierend, gelangt praktisch kein Licht zur Front zurück. Dafür erwärmt er sich stärker, so daß sich die Verluste durch die Rückseitendämmung erhöhen.If the background 6 is absorbent, as in Fig. 6, practically no light comes back to the front. But he warms up more, so that the losses from the rear insulation increase.
Um beide Verluste durch Licht, das unter den Luft-Solarabsorber gelangt, zu vermeiden, sieht eine aufwendigere Ausführung hier einen zweiten möglichst schwarzen Absorber vor, der porös, gestanzt oder bei entsprechender Kollektorkonstruktion auch geschlossenen sein kann. Er kann mit dem ersten Absorber eine Einheit bilden, z. B. gemeinsam gewebt sein, er kann an ihm befestigt sein oder separat in eine Kollektorkonstruktion eingebracht werden.To both losses due to light that is under the air solar absorber managed to avoid seeing a more elaborate version here a second absorber as black as possible, the porous, punched or with the appropriate collector design can be closed. He can use the first absorber Form unit, e.g. B. woven together, he can on him be attached or separately in a collector construction be introduced.
Man kann auch den ersten, d. h. oberen Absorber für einen großen Lichtdurchtritt bewußt dünn und großporig ausführen, um die Absorption v.a. auf den zweiten, bevorzugt feinporigen Absorber zu verlagern, der bevorzugt mit 3 bis 5 mm Abstand befestigt wird. Dies hat den Vorteil, daß das durch Wärmeleitung über dem hinteren Absorber hervorgerufene Temperaturgefälle in den Bereich unter dem Flor verlagert wird und diesen somit weniger stark aufheizt, so daß gegenüber der Ausführung mit stark absorbie rendem erstem Absorber bei unverändertem Verlust durch den Flor hier die Florhöhe verringert werden kann. Die Florhöhe ist die freie Länge der Florfäden, sofern diese senkrecht stehen. Als zweiter Absorber wäre wiederum ein Träger mit Flor vorteilhaft, an dieser Stelle aber mit einem schwarzen Flor für höchste Absorption.You can also use the first, i.e. H. upper absorber for a large one Deliberately make the passage of light thin and large-pored in order to Absorption above all on the second, preferably fine-pored absorber to shift, which is preferably attached at a distance of 3 to 5 mm. This has the advantage that the heat conduction over the rear absorber caused temperature gradients in the area is shifted under the pile and therefore less so heats up so that compared to the version with strong absorption the first absorber with unchanged loss due to the pile here the pile height can be reduced. The pile height is that free length of the pile threads, provided that they are vertical. As the second absorber would again be a carrier with pile, at this point, however, with a black pile for the highest Absorption.
Zwischen den Absorberlagen soll die Luft höchstens geringfügig in Richtung der Hauptebene strömen, was u. a. durch geringen Abstand erreicht wird.The air between the absorber layers should be at most slightly in Flow towards the main plane, which u. a. by a short distance is achieved.
Bei der Ausführung des ersten Absorbers mit einem transparenten Träger erfolgt die Absorption hier je nach Einsatz auf einem zweiten Absorber, auf dem Kollektorhintergrund oder an den Oberflächen eines dahinterliegenden Raums. Auf einem transparenten Träger läßt sich jedoch zusätzliche Reflexion in Richtung Front schwer vermeiden.When executing the first absorber with a transparent one Depending on the application, the absorption takes place on a carrier second absorber, on the collector background or to the Surfaces of a room behind. On one transparent support, however, can be reflected in additional Hard to avoid towards the front.
Der Flor ist so auszuführen, daß in oder auf ihm bei den zu nutzenden Einstrahlungsrichtungen möglichst keine Reflexion auftritt, durch die einfallendes Licht den Flor nach oben verlassen könnte, und daß in ihm bevorzugt eine geringe Absorption auftritt, damit die Vorteile einer durchströmten TWD voll zur Wirkung kommen. Es können alle Werkstoffe mit ausreichender Temperatur- und UV-beständigkeit verwendet werden, wie z. B. gewisse Kunststoffe oder Glas.The pile should be designed so that in or on it with the radiation directions using as little reflection as possible occurs through the incident light up the pile could leave, and that in him prefers a minor Absorption occurs so the benefits of a flow through TWD come to full effect. All materials can be used sufficient temperature and UV resistance are used, such as B. certain plastics or glass.
Der Flor verhindert wie eine aufgesetzte TWD daß die parallel zur Kollektorebene einströmende Luft vom absorbierenden Träger Wärme abnimmt, bevor sie durch ihn hindurchtritt, und er zwingt die Luft unmittelbar über dem Träger, etwa senkrecht auf diesen zuzuströmen. Mit dieser Strömung bekommt man alle vier Mechanismen, über die der Träger Wärme an die Frontabdeckung verliert, in den Griff:The pile prevents the parallel like an attached TWD Air flowing in from the absorbent carrier to the collector level Heat decreases before it passes through it, forcing it the air directly above the carrier, approximately perpendicular to it to flow in. With this current you get all four Mechanisms through which the wearer transfers heat to the front cover loses control:
- a) Eine freie Konvektion der Luft in einem Flor mit Faser abständen meist deutlich unter 1 mm geht in der erzwungenen Strömung unter.a) A free convection of air in a pile with fiber Distances usually go well below 1 mm in the forced Flow under.
- b) Bei einer Temperaturerhöhung von z. B. 50 K, wie sie für die Gebäudeheizung wünschenswert ist, strömt die Luft im Flor mit ca. 10 mm/s. In der Gegenrichtung, also vom Träger weg nach oben, leitet die Luft Wärme ab, die aber unter den genannten Bedingungen nur ungefähr 2 bis 4 mm gegen die Strömung ankommt. Dieses Temperaturgefälle reicht also bei z. B. 12 mm Florhöhe nicht bis zur Oberseite des Flors. b) With a temperature increase of z. B. 50 K, as for the Building heating is desirable, the air flows in the pile with approx 10 mm / s. In the opposite direction, i.e. upwards from the carrier, the air dissipates heat, but it is below the mentioned Conditions only arrive about 2 to 4 mm against the flow. This temperature gradient is sufficient for z. B. 12 mm pile height not to the top of the pile.
- c) Die Wärme, die durch Leitung in den Fasern nach oben transportiert wird, führt zur Temperaturerhöhung im unteren Teil des Flors.c) The heat that goes up through conduction in the fibers transported, leads to an increase in temperature in the lower part of the pile.
- d) Wenn sich die Faseroberfläche, wie bei Kunststoffen meist zu beobachten, gegenüber den Wärmestrahlen absorbierend verhält, wird der Flor hiervon einen erheblichen Teil einfangen. Diese und die unter Punkt c) angesprochene Wärmeleistung werden wegen der großen inneren Oberfläche des Flors recht wirksam auf die durchströmende Luft übertragen, was allerdings zur Streckung des unter b) angesprochenen Temperaturgefälles in Richtung Front führt.d) If the fiber surface, as with plastics, usually increases observe, absorbs to the heat rays, the pile will capture a significant part of it. This and the heat output mentioned under point c) are quite effective due to the large inner surface of the pile the air flowing through it, but this leads to stretching of the temperature gradient mentioned under b) towards the front leads.
Bei einem ausreichend großen Verhältnis von Florhöhe zu lichtem Faserabstand wird der Flor aber an seiner Oberseite kaum wärmer sein als die einströmende Luft, so daß hier auch die von den Florfasern selbst abgestrahlte Wärme nur eine geringe Bedeutung hat.With a sufficiently large ratio of pile height to light The pile is hardly warmer at the top of the fibers than the inflowing air, so that here also that of the Pile fibers even radiated heat are of little importance Has.
Zusammenfassend lädt dich feststellen, daß sich Punkt a) gewöhnlich nicht auswirkt und die unter Punkt b) bis d) erwähnten Wärmeleistungen von der Luft kontinuierlich zum Träger zurücktransportiert werden. Als Verlust des Trägers an den Flor bleibt also nur der Teil der Wärmestrahlung, der an der Oberseite des Flors austritt, und selbst dieser kann von einer geeigneten Frontabdeckung größtenteils in den Flor reflektiert werden. Im Unterschied zu Punkt d) würde eine die Wärmestrahlung diffus reflektierende Faseroberfläche einen Teil des Strahlungsverlustes unmittelbar zum Träger zurücklenken.In summary, you are invited to note that point a) usually has no effect and those mentioned under b) to d) Heat outputs from the air continuously to the carrier be transported back. As loss of the carrier to the pile so only the part of the heat radiation remains, that on the top of the pile emerges, and even this can be of a suitable Front cover can be largely reflected in the pile. In contrast to point d), the heat radiation would be diffuse reflective fiber surface part of the radiation loss direct back to the carrier.
Die Florhöhe teilt sich vereinfacht betrachtet auf zwei Zonen auf: Bei der o.g. Strömungsgeschwindigkeit von z. B. 10 mm/s ergibt sich wegen der Wärmeleitung eine untere stark erwärmte Zone von ca. 3 bis 5 mm. In der darüberliegenden zweiten Zone geht es v.a. um die Absorption der Wärmestrahlung. Für sie ist nur das Verhältnis von Höhe dieser Zone zu mittlerem effektivem Faser abstand, von dem der durchschnittliche freie Weg eines Strahls abhängt, ausschlaggebend. In Wirklichkeit überlappen die Zonen.The pile height is divided into two zones on: At the above Flow rate of z. B. 10 mm / s a lower, strongly heated zone of approx. 3 to 5 mm. In the second zone above it is mainly about about the absorption of heat radiation. For them, that's only Ratio of the height of this zone to the average effective fiber distance from which the average free path of a ray depends, crucial. In reality, the zones overlap.
Die zu wählende Vlorhöhe richtet sich außerdem danach, wie wirksam man die durch den Flor gehende Wärmestrahlung eindämmen will. Weiterhin nach der Durchströmgeschwindigkeit und damit der Temperaturerhöhung der Luft bei einer bestimmten Einstrahlung. The Vlorhöhe to be selected also depends on how effectively contain the heat radiation going through the pile want. Furthermore, according to the flow rate and thus the Air temperature increase with a certain irradiation.
Zum Einsatz kommen Monofile oder Filamente, also mehrfaserige Fäden, möglichst mit glatten nicht unterbrochenen Fasern. Sie werden je nach Träger z. B. eingewebt, geklemmt, aufgeklebt. aufgeschweißt oder v.a. an Platten nach den Verfahren der Bürstenherstellung befestigt.Monofilaments or filaments, i.e. multi-fiber, are used Threads, if possible with smooth, uninterrupted fibers. she are z. B. woven, clamped, glued. welded on or especially on plates according to the process of Brush manufacturing attached.
Beim einem gewebten Flor stehen die Fasern gewöhnlich nicht genau im 90°-Winkel ab, was kein Nachteil ist, solange sie relativ parallel ausgerichtet sind. Denn meistens kann der Absorber nicht mit der idealen Neigung zur Sonne montiert werden, und leicht schrägstehende Fasern lassen sich durch entsprechenden Einbau des Absorbers besser auf die Sonneneinstrahlung ausrichten.In a woven pile, the fibers are usually not exact at a 90 ° angle, which is not a disadvantage as long as it is relative are aligned in parallel. Because mostly the absorber cannot can be mounted with the ideal inclination to the sun, and light inclined fibers can be installed by installing the Align the absorber better with the sun.
In allen Ausführungen kann die Einzelfaser alle herstellbaren Querschnittsformen aufweisen. Eine kleine Auswahl ist in Abb. 7 dargestellt.In all versions, the single fiber can have all cross-sectional shapes that can be produced. A small selection is shown in Fig. 7.
Um mit geringem Materialeinsatz die Wärmestrahlung zwischen den Fasern gut zu erfassen, wird man möglichst dünne Fasern oder filigrane Querschnittsformen, wie z. B. in Abb. 7d bis 7g, wählen, ebenso um die Verluste durch Reflexion an den Faserenden und durch den Lichtleitereffekt zu verringern. Hier steht aber die ausreichende Absorption der Wärmestrahlung im Flor auf dem Spiel. So wird es nicht sinnvoll sein, Fasern einzusetzen, die so geringe Material stärken aufweisen, daß sie für die Wärmestrahlen transparent werden. Außerdem soll die Faser steif genug sein, um trotz Luftströmung in der gewünschten Richtung stehen zu bleiben.In order to capture the heat radiation between the fibers with little material, one will use as thin fibers or filigree cross-sectional shapes as possible. B. in Fig. 7d to 7g, choose, also to reduce the losses due to reflection at the fiber ends and the light guide effect. However, sufficient absorption of heat radiation in the pile is at stake here. It will not make sense to use fibers that are so thin that they become transparent to the heat rays. In addition, the fiber should be stiff enough to stand in the desired direction despite the air flow.
Filamente, also mehrfaserige Fäden, haben generell den Nachteil, daß die Fasern unten unmittelbar über dem Träger keine gleichen Abstände haben. Auch darüber wird es nur bei Monofilen möglich sein, gleiche Abstände einzustellen, im Idealfall ohne Berührung der Fasern untereinander.Filaments, i.e. multi-fiber threads, generally have the disadvantage that the fibers at the bottom immediately above the carrier are not the same Have distances. Even this is only possible with monofilaments be to set equal distances, ideally without touching of fibers among themselves.
Die Florfäden bzw. -fasern können auch Folienstreifen sein, die z. B. mit nebeneinander montierten Messern, evtl. unmittelbar vor der Verarbeitung, aus einer breiten Folienbahn geschnitten werden. Folienstreifen mit zwei zur Front zeigenden freien Enden, wie sie sich z. B. beim Velourweben oder bestimmten Verfahren der Bürstenherstellung ergeben sollen recht schmal gehalten werden, weil sie einen Teil des Trägers abdichten und die Luft zwischen den beiden Folienteilen sonst zu weit seitlich ausweichen müßte, oder man perforiert den Streifen im Bereich der Biege- oder Knicklinie.The pile threads or fibers can also be strips of film e.g. B. with knives mounted side by side, possibly immediately before processing, cut from a wide sheet of film will. Film strip with two free ends pointing to the front, how they z. B. in velor weaving or certain methods of Brush production should be kept quite narrow, because they seal off part of the carrier and the air between would otherwise have to dodge the two film parts too far to the side, or one perforates the strip in the area of the bending or Crease line.
Mit Hilfe diverser Längsfaltungen - mit oder ohne Unterstützung durch Wärme - können die freien Folienteile stabilisiert und auf Abstand gehalten werden. In Abb. 8a ist als Beispiel der Quer schnitt einer einfachen Faltung dargestellt, die an der Flor oberfläche nach der Verarbeitung etwa das in Abb. 8b dargestellte leicht unregelmäßige Bild ergibt. Eine etwas verbesserte Ausführung zeigt Abb. 9a. sie ergibt das Bild von Abb. 9b.With the help of various longitudinal folds - with or without heat support - the free film parts can be stabilized and kept at a distance. In Fig. 8a the cross section of a simple fold is shown as an example, which results in the slightly irregular image shown in Fig. 8b on the pile surface after processing. Fig. 9a shows a slightly improved version. it gives the picture of Fig. 9b.
Einen auch für schräg von der Seite auf den Kollektor fallende Einstrahlung hochtransparenten Flor erzielt man mit der "L- Faltung", die das in Abb. 10a dargestellte Oberflächenbild bis hinunter zum Träger beibehält. Abb. 10b zeigt einen Schnitt dieses Luft-Solarabsorbers. Man sieht die um die Schußfäden 2 gelegten Folienlamellen 11 mit ihren gefalzten Rändern 12, die den Abstand gewährleisten und im Flor eine mögliche Luftströmung in Richtung der Schußfäden 2 begrenzen. Dieser Luft-Solarabsorber sollte so eingebaut werden, daß die Lamellenhauptfläche etwa in Ost-West-Richtung verläuft. Vor dem Weben muß allerdings ein Folienstreifen 13 gemäß Abb. 10c angefertigt werden, bei dem mindestens an einer Kante die Stanzungen 14 angebracht sind und der Rand 12 abwechselnd nach oben bzw. unten geknickt wird. Die in diesem Fall an einem Trägerfaden liegende Biegung 15 sollte perforiert werden. Der Streifen 13 muß beim Weben nach den Stanzungen 14 gesteuert werden. Die Schnittlinien 16 sind die Stellen, an denen die beiden gemeinsam gewebten Absorber getrennt werden.A highly transparent pile, even for radiation falling obliquely from the side onto the collector, is achieved with the "L-fold", which retains the surface image shown in Fig. 10a down to the support. Fig. 10b shows a section of this air solar absorber. One can see the foil slats 11 placed around the weft threads 2 with their folded edges 12 , which ensure the distance and limit a possible air flow in the pile in the direction of the weft threads 2 . This air solar absorber should be installed in such a way that the main lamella surface runs approximately in an east-west direction. Before weaving, however, a film strip 13 must be made as shown in Fig. 10c, in which the punchings 14 are provided on at least one edge and the edge 12 is alternately folded up or down. The bend 15 lying in this case on a carrier thread should be perforated. The strip 13 must be controlled during the punching 14 weaving. The intersection lines 16 are the points at which the two absorbers woven together are separated.
Die erwünschte geringe Reflexion wird erreicht, indem man für den Flor eine hochtransparente oder absorbierende, aber keinesfalls eine farbig oder milchig erscheinende Faser wählt. Außerdem ist auf weitgehend gleiche Ausrichtung aller Teilflächen der Florfasern, etwa senkrecht zur Trägerfläche, zu achten. Deshalb sollen die Fasern nicht gewellt sein, wie dies gern angewandt wird, um eine größere Fülle des Flors zu erzielen. Ebenso wird man eine Faser mit glatter Oberfläche und sehr geringen Querwellen auswählen, Längsrillen verursachen keine Einbußen.The desired low reflection is achieved by for the pile a highly transparent or absorbent, however never choose a colored or milky fiber. In addition, all subareas are aligned to a large extent the pile fibers, approximately perpendicular to the support surface. Therefore, the fibers should not be wavy, as is often the case is used to achieve a greater fullness of the pile. You also become a fiber with a smooth surface and very Select low cross waves, longitudinal grooves do not cause Loss.
Bei Fasern mit filigranem Querschnitt, wie z. B. Abb. 7g, die man um einen relativ dünnen Trägerfaden biegt, werden besonders bei der Verarbeitung als Monofil die Faserteilflächen aus ihrer Ideallage ausweichen. Es ergeben sich meist Schräglagen unter 15°, die keinen nennenswerten Nachteil darstellen. Allerdings sollte man auf starke seitliche Stauchung z. B. durch Kettfäden des Trägergewebes verzichten, da die Faserteilflächen sonst unkontrolliert einknicken.For fibers with a filigree cross-section, such as. B. Fig. 7g, which is bent around a relatively thin carrier thread, the partial fiber surfaces will dodge from their ideal position, especially when processing as a monofilament. There are usually inclinations of less than 15 °, which do not represent any significant disadvantage. However, one should on strong lateral compression z. B. dispense with warp threads of the base fabric, otherwise the partial fiber surfaces will buckle uncontrollably.
Damit die offenen Faserenden wenig auftreffendes Licht reflektie ren, können sie durch kurzzeitiges Anschmelzen, Polieren oder besonders glatten Trennschnitt vergütet werden. Eine weitere Verbesserung stellen Faserenden dar, die zusätzlich stark abgeschrägt bzw. keil- oder kegelförmig sind.So that the open fiber ends reflect little light Ren, they can be by melting, polishing or particularly smooth separating cuts. Another Improvements represent fiber ends that are additionally strong beveled or wedge-shaped or conical.
Als ungünstiger dürfte es sich v.a. bei einem filigranen Querschnitt erweisen, ähnlich wie bei einem Schlingenflor, ohne offene Faserenden zu arbeiten, selbst wenn es gelingt, die Richtungsumkehr der Fasern auf der Oberseite auf einen sehr kleinen Raum zu begrenzen, so daß der Großteil einer Faser etwa geradlinig verläuft.It is likely to be less favorable with a filigree Cross section turn out, similar to a loop pile, without open fiber ends to work, even if the Reversal of direction of the fibers on the top on a very limit small space so that the bulk of a fiber is about runs straight.
Denkbar aber schwer durchführbar wäre es auch den Bogen, den die Faser auf der Floroberseite bildet, fast ganz durchzutrennen, so daß die Solarstrahlung nahezu wie bei offenen Faserenden in den Flor eintreten kann.It would also be conceivable but difficult to carry out Fiber on the top of the pile forms to cut almost completely, so that the solar radiation almost like open fiber ends in the Flor can occur.
Die Wärmeentwicklung durch Absorption muß möglichst an der Flor unterseite oder sogar dahinter erfolgen, damit die durch den Flor strömende Luft schon bei relativ geringer Florhöhe wirkungsvoll die Verlustwärme ständig zur Florunterseite zurückdrängen kann. Das erfordert eine hohe Transparenz des Flors für das Sonnenlicht.The heat generated by absorption must be at the pile if possible underside or even behind so that the through the pile flowing air is effective even at a relatively low pile height the heat loss can constantly push back to the underside of the pile. This requires a high level of transparency for the pile Sunlight.
Kommen nur teilweise transparente bzw. leicht düsen- oder ober flächengefärbte Florfasern zum Einsatz, hat dies den Nachteil, daß die Absorption tendenziell vom Träger weg weiter nach oben verlagert wird, mit entsprechend höheren Verlusten an der Flor oberfläche durch Wärmestrahlung und Wärmeabnahme der unter der Frontabdeckung einströmenden Luft. Dennoch kann man bei vergrößerter Florhöhe mit den genannten teilweise absorbierenden Florfasern akzeptable Ergebnisse erzielen, sofern sie keine Reflexion zur Frontabdeckung verursachen. Only partially transparent or slightly jet or top surface-dyed pile fibers are used, this has the disadvantage that the absorption tends to go further up from the wearer is shifted, with correspondingly higher losses on the pile surface due to heat radiation and heat removal from under the Front cover inflowing air. Still you can at increased pile height with the above-mentioned partially absorbent Pile fibers achieve acceptable results if they do not Cause reflection to the front cover.
Bei einem Flor aus stark lichtabsorbierenden Fäden ist leicht eine hohe Gesamtabsorption zu erreichen, die aber noch stärker zur Front hin verlagert ist. Die Effekte einer durchströmten TWD treten hier nur noch bedingt auf.With a pile of strong light-absorbing threads is easy to achieve a high total absorption, but still stronger is shifted to the front. The effects of a flow through TWD occur here only conditionally.
Bei der üblichen Herstellung eines Velours wird der Florfaden mit Hilfe der "V-" oder der "W-Bindung" im Trägergewebe befestigt, was den Nachteil hat, daß gewöhnlich beide Enden einer Faser zur Front zeigen. Ebenso verhält es sich z. T. bei Verfahren der Bürstenherstellung Licht, das in ein Faserende eintritt, verläßt die Faser infolge des Lichtleitereffekts am anderen Ende zum größten Teil, und zwar in Richtung Front. Je höher der Materialanteil am Florvolumen ist und je leistungsfähiger das System werden soll, desto eher sind die im folgenden beschriebenen Maßnahmen gegen diesen Effekt zu ergreifen.In the usual production of a velor, the pile thread is included With the help of the "V-" or the "W-binding" attached in the base fabric, which has the disadvantage that usually both ends of a fiber for Show front. The same applies to z. T. in the process of Brush Manufacturing Leaves light entering a fiber end the fiber due to the light guide effect at the other end to for the most part, towards the front. The higher the The percentage of material in the pile volume is and the more efficient it is System, the more likely they are in the following to take the described measures against this effect.
Eine leichte Düsenfärbung der Faser absorbiert einen gewissen Teil des Lichts in der Faser, allerdings auch schräg auf die Faser auftreffendes Licht aus dem Faserzwischenraum, was die oben beschriebene unerwünschte Verlagerung der Absorption bewirkt.A slight jet dyeing of the fiber absorbs a certain amount of light in the fiber, but also at an angle to the fiber incident light from the fiber gap what the above described undesirable displacement of the absorption causes.
Als ideal, aber sehr schwer zu verwirklichen, ist ein transparenter Florfaden zu beurteilen, der nur im Bereich des Trägergewebes schwarz düsengefärbt ist.One is ideal, but very difficult to achieve to assess transparent pile thread, which is only in the area of Backing fabric is jet-dyed black.
Desweiteren kann man den Florfaden - und möglichst nur diesen - in der Nähe oder auf der Rückseite des Trägers mit einem speziell angepaßten Farbstoff oder schwarz durchgefärbtem Florfadenmaterial beschichten, so daß das in der Faser geleitete Licht hier absorbiert wird.Furthermore, you can use the pile thread - and if possible only this - near or on the back of the carrier with a special matched dye or solid black Coat pile thread material so that it is guided in the fiber Light is absorbed here.
Der Auftrag erfolgt mit einer benetzten Walze oder mit anderen Verfahren des Farb- oder Materialauftrags, wie z. B. stempeln oder spritzen, auch Airless-Spritzen etwa parallel zum Träger, um dessen Poren nicht zu füllen. Aufzutragendes Material und Werkzeuge müssen sich auf einer geeigneten Temperatur befinden.The application is carried out with a wetted roller or with another Process of paint or material application, such as. B. stamp or spraying, including airless spraying approximately parallel to the carrier whose pores don't fill. Material to be applied and Tools must be at a suitable temperature.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Florfaden in der Nähe oder im Bereich des Trägers geometrisch so zu verändern, daß hier möglichst viel von dem geleiteten Licht aus dem Faden austritt und nicht wieder zur Front geht, sondern zum Träger oder zum Kollektorhintergrund. Hierfür wird die glatte Oberfläche bzw. der ununterbrochene Verlauf der Faser gestört.Another option is to close the pile thread or geometrically in the area of the carrier so that here as much of the guided light emerges from the thread and does not go back to the front, but to the porter or to the Collector background. For this, the smooth surface or the uninterrupted course of the fiber disrupted.
So kann z. B. der Florfaden auf der Trägerrückseite angeschliffen oder von Nadeln aufgerissen sein.So z. B. the pile thread on the back of the beam or be torn open by needles.
Ebenso kann der Florfaden, bevorzugt auf der Trägerrückseite, eine Zackenprägung erhalten, z. B. mit Hilfe einer evtl. erwärmten Zackenwalze. Dies ist in Abb. 2 anhand eines Monofils darge stellt, wo man beispielhaft sieht, auf welchem Weg Lichtstrahlen die Faser verlassen.Likewise, the pile thread, preferably on the back of the carrier, can be embossed, e.g. B. with the help of a possibly warmed roller. This is shown in Fig. 2 using a monofilament, where you can see an example of the way in which light rays leave the fiber.
Oder ein beheizter Stempel bzw. eine beheizte Walze mit einer glatten oder anderen zweckdienlichen Oberfläche nutzt die v.a. bei Kunststoffen auftretende Klebrigkeit in der Nähe der Schmelztemperatur und zieht beim Entfernen vom Gewebe außen an der angeschmolzenen Krümmung des Florfadens Zacken oder sonstige Unebenheiten empor (Abb. 3). So kann auch eine vollständige Durchtrennung des Florfadens erreicht werden.Or a heated stamp or a heated roller with a smooth or other suitable surface uses the stickiness that occurs especially with plastics near the melting temperature and, when removed from the tissue, pulls up peaks or other unevenness on the melted curvature of the pile thread ( Fig. 3 ). A complete cut of the pile thread can also be achieved in this way.
Bei dieser Methode bleibt auf der heißen Walze, sofern sie nicht kontinuierlich gereinigt wird Fadenmaterial zurück, das geglättet und bei der nächsten Umdrehung auf die nun erfaßten Fadenkrümmungen aufgetragen wird. Ergänzt man hierbei diesen Materialfilm auf der Walze durch zusätzliches, bevorzugt geschwärztes Fadenmaterial, erhält man einen auf den Faden aufgeschweißten Kleks, wie er in Abb. 4 dargestellt ist. Bei dieser Technik ergibt sich ein fließender Übergang zwischen dem Verfahren zur Veränderung der Fadengeometrie und dem davor angesprochenen, das auf Absorption an der Fadenoberfläche zielt.With this method, thread material remains on the hot roller, unless it is continuously cleaned, which is smoothed and applied to the thread curvatures now detected during the next rotation. If this material film is supplemented on the roller by additional, preferably blackened thread material, a dab welded onto the thread is obtained, as shown in Fig. 4. With this technique, there is a smooth transition between the method for changing the thread geometry and the one mentioned before, which aims at absorption on the thread surface.
Bei den Verfahren, bei denen mit Fadenmaterial oder Farbstoff in flüssigem oder zähflüssigem Zustand gearbeitet wird, ist darauf zu achten, daß möglichst wenig Poren des Trägers verschlossen werden, was leichter zu erreichen ist, wenn der Florfaden erkennbar dicker ist als die Fäden des Trägergewebes oder das Trägergewebe einen höheren Schmelzpunkt hat als der Flor.In the case of processes using thread material or dye in liquid or viscous state is worked on to ensure that as few pores of the carrier as possible are closed what is easier to reach if the pile thread is visibly thicker than the threads of the base fabric or that Backing fabric has a higher melting point than the pile.
Bei den hier angesprochenen Ausführungen trägt der Träger Florfäden, die nicht in seiner unmittelbaren Nähe zum Zweck der Richtungsumkehr gebogen oder geknickt sind. Mit Stiftfäden sind also gerade Faden- bzw. Faserstücke gemeint, für die die oben stehenden Aussagen zum Flor ebenfalls gelten, mit der Ausnahme, daß bei diesen Fasern die Umlenkung von Licht durch den Licht leitereffekt keine Rolle spielt. Dennoch wird man auf hohe Absorption am unteren Faserende achten.In the case of the designs mentioned here, the wearer bears Pile threads that are not in its immediate vicinity for the purpose of Reversal of direction are bent or kinked. With pin threads are So just meant thread or fiber pieces for which the above Statements about the pile also apply, with the exception that with these fibers the deflection of light by light ladder effect doesn't matter. Still one is on high Pay attention to absorption at the lower end of the fiber.
Die Stiftfäden können mit einem Ende auf den Träger gesetzt und mit ihm dauerhaft verbunden werden, z. B. durch Kleben oder Anschmelzen der Stiftfadenenden, wodurch beim Aufsetzen auf den Träger Material zwischen die Trägerfasern bzw. in die Trägerporen eindringt oder bei geeigneten Werkstoffen Stiftfaden und Träger verschweißen oder verkleben. Es ist allerdings schwierig, dabei die poröse Trägeroberfläche nicht zu verschließen. Beim Anschmelzen der Stiftfadenenden kann es auch zu einer wegen erhöhter Reflexion nachteiligen Verformung des Fadens kommen. Bei einer weiteren Ausführung eines Stiftfadenflors werden die Florfäden in den porösen Träger hineingesteckt oder -geschossen und damit gleichzeitig befestigt, was durch Kleben oder Verschweißen unterstützt werden kann.The pin threads can be placed on the carrier with one end and be permanently connected to it, e.g. B. by gluing or Melting the ends of the pencil thread, which, when placed on the Carrier material between the carrier fibers or in the carrier pores Penetrates or with suitable materials pin thread and carrier weld or glue. However, it is difficult to do so not to close the porous carrier surface. At the Melting of the pen thread ends can also lead to one increased reflection disadvantageous deformation of the thread. In a further embodiment of a pin thread pile, the Pile threads are inserted or shot into the porous carrier and attached at the same time, what by gluing or Welding can be supported.
Hergestellt wird der Flor z. B., indem man die vorbereiteten Stiftfäden aus Röhrchen regelmäßig oder zufällig verteilt auf bzw. in den Träger schießt oder einen Endlosfaden wiederholt auf den Träger setzt bzw. in ihn hineinsticht und auf Höhe der Floroberfläche abtrennt. Auch Verfahren, bei denen das Aufrichten der Stiftfäden von einem elektrischen Feld gefördert wird, kommen in Frage.The pile is manufactured e.g. B. by making the prepared ones Pin threads from tubes distributed regularly or randomly or shoots into the carrier or repeats a continuous thread the carrier sets or sticks into him and at the level of Cut off the pile surface. Also procedures in which the erection the pin threads are conveyed by an electric field in question.
Es können auch die Stiftfäden evtl. mit dazwischengelegten Abstandshaltern aufgestapelt und gleichzeitig oder anschließend mit ihren Enden auf die Trägeroberfläche gesetzt werden. Die Verbindung kann u. a. durch Anschmelzen erreicht werden, indem man vor dem Zusammensetzen den Träger über den Schmelzpunkt der Florfasern erhitzt, sofern der Träger dies zuläßt. Alternativ kann, bevorzugt auf die Stiftfäden, Kleber aufgetragen werden, der nach Möglichkeit absorbierend sein soll.The pin threads may also be interposed Spacers stacked up and simultaneously or afterwards with their ends are placed on the carrier surface. The Connection can a. can be achieved by melting by: before assembling the carrier over the melting point of the The pile fibers are heated if the carrier allows it. Alternatively can be applied, preferably to the pin threads, glue, which should be absorbent if possible.
Ein Stiftfaden-Flor kann auch beim Weben des Trägers erzeugt werden, indem man die Stiftfäden gezielt zwischen die Trägerfäden einbringt.A pin thread pile can also be created when weaving the carrier by placing the pin threads between the carrier threads brings in.
Oder man webt einen Luft-Solarabsorber ähnlich wie ein Velour, und trennt den Florfaden auf der Rückseite durch, z. B. indem man parallel zu dem Faden, um den der Florfaden gewebt wird (meist Schußfaden) einen Messerfaden. Sägefaden oder Hitzdraht einwebt, der dazu dient, den Florfaden auf der Trägerrückseite abzutrennen.Or you weave an air solar absorber similar to a velor, and cuts the pile thread on the back, e.g. B. by parallel to the thread around which the pile thread is woven (usually Weft) a knife thread. Saw thread or hot wire woven in, which serves the pile thread on the back of the beam cut off.
Gegen Herausziehen sind die Stiftfäden durch den seitlichen Druck des Gewebes gehalten. Zur besseren Sicherung können die Fäden des Trägergewebes vorgeheizt werden, damit sie beim Weben die Florfäden thermoplastisch etwas verformen, während sie rasch abkühlen. Eine ähnliche Wirkung kann man durch Erwärmung des ganzen Absorbers bis in die Nähe seines Schmelzpunkts erzielen. Der Träger könnte auch eine Folie sein, mit Löchern eines bestimmten Querschnitts, in denen Fäden mit einer anderen Querschnittsform stecken, so daß Poren für den Luftdurchtritt entstehen. Zusätzlich können weitere Poren vorhanden sein. Selbstverständlich läßt sich hier auch eine selektiv beschichtete Folie einsetzen. Bezüglich der Sicherung der Stiftfäden gilt das oben Gesagte analog.The pin threads are against pulling out due to the lateral pressure of the fabric held. For better security, the threads of the Carrier fabric are preheated so that they weave the Pile thermoformed threads slightly while being rapid cooling down. A similar effect can be achieved by heating the whole absorber to near its melting point. The carrier could also be a film, with holes in one certain cross-section in which threads with another Cross-sectional shape stuck so that pores for air passage arise. Additional pores may also be present. Of course, a selectively coated one can also be used here Insert film. This applies to securing the pin threads Analogous above.
Darüberhinaus sind weitere Kombinationen der beschriebenen Ausführungen möglich.In addition, other combinations of the described Executions possible.
Ein bisher nicht berücksichtigter Verlust an die Frontabdeckung entsteht durch den Aufbau des Kollektors, wenn die einströmende Luft (Kollektor-Rücklauf) wärmer ist als die Außenluft. Dies ist von der Temperatur eines absorbierenden Trägers bei günstigen Arbeitstemperaturen und ausreichender Höhe der TWD fast unabhängig. Man kann den Verlust in Kauf nehmen oder man vermindert ihn mit einer zweiten transparenten Schicht unter der Front, wodurch jedoch ein Teil der Einstrahlung reflektiert wird. Noch günstiger aber teuer wäre eine separate TWD, die an der Unterseite der Frontabdeckung anliegt.A loss of the front cover that has not previously been taken into account arises from the construction of the collector when the inflowing Air (collector return) is warmer than the outside air. This is on the temperature of an absorbent carrier at favorable Working temperatures and sufficient height of the TWD almost independently. You can accept the loss or you can diminishes it with a second transparent layer under the Front, which however reflects part of the radiation. A separate TWD would be even cheaper but more expensive Underside of the front cover.
Eine hohe Geschwindigkeit, der in einen Kollektor einströmenden
Luft, bringt folgende Probleme mit sich:
Erstens werden Luftwirbel erzeugt, die abhängig vom Faserabstand
in die Floroberfläche eindringen und dem oberen Teil des Flors
Wärme entnehmen könnten. Zweitens könnten die Florfäden durch die
Strömung aus ihrer vorgegebenen Richtung gebogen werden oder zu
schwingen beginnen, was wiederum die Wärmeabnahme fördert.
Drittens bedingt die schnelle Strömung erhöhte Druckverluste in
Kollektorlängsrichtung, was eine höhere Festigkeit und einen
höheren Strömungswiderstand des Trägers erfordert, damit die
gesamte Fläche gleichmäßig durchströmt wird.A high speed of the air flowing into a collector causes the following problems:
First, air vortices are generated which, depending on the fiber spacing, penetrate the pile surface and could take heat from the upper part of the pile. Secondly, the pile threads could bend or start to vibrate from their given direction, which in turn promotes heat loss. Thirdly, the rapid flow causes increased pressure losses in the longitudinal direction of the collector, which requires a higher strength and a higher flow resistance of the support so that the entire surface is flowed through evenly.
Bei allen Ausführungen ist die wirksame Filterung der einströmenden Luft von Bedeutung, denn Staub, sofern er nicht schwarz ist, verringert die Gesamtabsorption und verlagert diese, wenn er sich an den Fasern anlagert, weiter zur Floroberfläche. Wo eine Filterung nicht möglich ist, wie etwa beim offenen Ein satz an der Rückseite eines Wintergartens, kann man v.a. textile Ausführungen absaugen, ultraschallreinigen, an Ort und Stelle abwaschen oder bei geeigneter Montage zum Waschen abnehmen.In all versions, the effective filtering is the inflowing air of importance because dust, unless it is black, reduces and shifts the total absorption, if it attaches to the fibers, continue to the pile surface. Where filtering is not possible, such as with an open on at the back of a winter garden, you can especially textile Vacuum off versions, ultrasonically clean, on the spot wash off or remove if suitable for washing.
Für einige Anwendungen wird eine schwerentflammbare, selbstverlöschende oder nicht brennbare Ausführung erforderlich sein, was bei Glasfasern kein Problem darstellt und bei vielen Kunstfasern durch entsprechende Ausrüstung zu erreichen ist.For some applications, a flame-retardant, self-extinguishing or non-flammable version required be what is not a problem with glass fibers and with many Synthetic fibers can be reached by appropriate equipment.
Die besten Chancen hat kurzfristig sicher ein einfacher und mit geringem Materialeinsatz herzustellender Luft-Solarabsorber, der trotzdem einen akzeptablen Wirkungsgrad erzielt.The best chances in the short term are surely a simple one and with Air solar absorber to be manufactured using little material nevertheless achieved an acceptable level of efficiency.
Es bietet sich ein vollständig aus evtl. UV-stabilisiertem Polyester angefertigter Velour an, dessen Trägergewebe die Solarstrahlung absorbiert und hierfür mattschwarz ist. Wegen der gewünschten Feinporigkeit und rauhen Oberfläche werden gewöhnliche aus vielen Fasern bestehende Fäden mit textilem Charakter verwendet.It offers a completely UV-stabilized Made of polyester, the backing fabric of which Absorbs solar radiation and is therefore matt black. Because of the desired fine porosity and rough surface ordinary threads consisting of many fibers with textile Character used.
In Abb. 1 ist der Aufbau des Trägers aus Schußfäden 2 und Kettfäden 3 zu erkennen, sowie als Beispiel monofile, ideal ausgerichtete Florfäden 1. Fig. 1 shows the structure of the carrier from weft threads 2 and warp threads 3 , as well as an example of monofilament, ideally oriented pile threads 1 .
Der in den Träger mit V-Bindung eingewebte Flor ist aufgebaut aus Monofilen oder Fäden mit nicht allzuvielen möglichst glatten und nicht gewellten Fasern, die durch ein geeignetes Webverfahren etwa rechtwinklig zum Träger stehen und den Flor gleichmäßig erfüllen. Die Florhöhe beträgt 10 bis 20 mm, der Faserdurchmesse ca. 50 bis 200 µm. Da vermutlich kompliziertere Formen derzeit nicht erhältlich sind, sollte der Faserquerschnitt als Kompromiß dem Kreuz in Abb. 7d ähneln, doch auch einfachere Formen sind akzeptabel. Es ist noch zu testen, ob ein gewisser Grad von Fär bung hier Florfaser Vorteile bringt, v.a. weil aus Kostengründen auf spezielle Maßnahmen gegen den Lichtleitereffekt verzichtet werden soll.The pile woven into the carrier with a V-weave is made up of monofilaments or threads with not too many fibers that are as smooth and not wavy as possible, which are approximately at right angles to the carrier using a suitable weaving process and fulfill the pile evenly. The pile height is 10 to 20 mm, the fiber diameter approx. 50 to 200 µm. As more complicated shapes are probably not currently available, the fiber cross-section should be a compromise similar to the cross in Fig. 7d, but simpler shapes are also acceptable. It still has to be tested whether a certain degree of dyeing brings advantages to pile fiber, especially because special measures against the light guide effect should be avoided for cost reasons.
Die bevorzugte Ausführung des Luft-Solarabsorbers kann auf den vorhandenen Automaten der Velourwebereien produziert werden. Deshalb sind auch die üblichen niedrigen Quadratmeterpreise technischer Gewebe zu erwarten.The preferred version of the air solar absorber can be on the existing machines of the velor weaving mills are produced. That is why the usual low square meter prices are technical fabric to be expected.
Der Flor ist im Vergleich zu einer TWD wegen der kleinen Faserabstände schon bei geringer Höhe sehr wirksam, wodurch man bei der Konstruktion eines Kollektors Platz spart. Das Gewebe läßt sich einfach zuschneiden, provisorisch oder dauerhaft mit Klammern auf einen Rahmen spannen und evtl. mit aufgeschraubten Leisten oder Aluprofilen sichern. Man kann Klett- oder Reißverschlüsse annähen oder kleben, um ihn zum Waschen abzunehmen u.v.m.The pile is compared to a TWD because of the small one Fiber spacing is very effective even at low heights, which means that saves space when designing a collector. The mesh can be easily cut, temporarily or permanently with Clamp the clamps on a frame and possibly screw them on Secure strips or aluminum profiles. One can Velcro or Sew on or glue zippers to wash it to lose weight and much more
Desweiteren läßt sich der Flor bei der Montage problemlos zusammendrücken, ohne daß die benachbarte Fläche nennenswert beeinträchtigt wird oder an den betreffenden Stellen eine TWD eingeschnitten und entfernt werden muß.Furthermore, the pile can be easily assembled squeeze without noticing the adjacent surface is affected or a TWD at the relevant points must be cut and removed.
Die genannten Merkmale machen diesen Absorber für die handwerkliche Anfertigung von Kollektoren sowie den Selbstbau genauso interessant wie für die industrielle Kollektorfertigung. Die Anbringung solcher Kollektoren auf Fertighäusern, die häufig ohnehin ein Luftverteilungssystem besitzen, drängt sich geradezu auf.The features mentioned make this absorber for the handcrafted production of collectors and DIY just as interesting as for industrial collector production. The installation of such collectors on prefabricated houses, which is common Having an air distribution system anyway is almost a must on.
Im Folgenden wird anhand der Abb. 11 ein typisches Beispiel eines Luftkollektors mit zwei transparenten Schichten (4 und 17) vorgestellt. Sie können aus Glas, Acrylglas, Folie oder ähnlichem bestehen. In den Kasten 18 wird ein Rahmen 20 typischerweise schräg eingebaut, so daß der aufgespannte Luft-Solarabsorber 5 den Raum diagonal teilt und die Luft ihn einmal passieren muß. Die Wärmedämmung 19 ist von der dichten Hintergrundschicht 6 abgedeckt. Verwendet man zwei transparente Abdeckungen, evtl. sogar mit IR-reflektierender Beschichtung, ergeben sich selbst bei niedrigen Außentemperaturen gute Wirkungsgrade aber auch sehr hohe Leerlauftemperaturen, die den Luft-Solarabsorber gefährden könnten.A typical example of an air collector with two transparent layers ( 4 and 17 ) is presented below using Fig. 11. They can consist of glass, acrylic glass, foil or the like. In the box 18 , a frame 20 is typically installed obliquely, so that the open air solar absorber 5 divides the space diagonally and the air has to pass through it once. The thermal insulation 19 is covered by the dense background layer 6 . If two transparent covers are used, possibly even with an IR-reflecting coating, good efficiencies result even at low outside temperatures, but also very high idle temperatures that could endanger the air-solar absorber.
Weiterhin ist der Luft-Solarabsorber offen zugänglich anwendbar:
An der Rückseite eines Wintergartens z. B. sorgt er für optimale
Nutzung der Wärme und verhindert die Überheizung des Raums. Bei
ausreichender UV-Beständigkeit kann er auch ohne jede Abdeckung
wettergeschützt an einer Südfassade angebracht werden.
Widerstandsfähige Ausführungen kann man sogar ungeschützt auf dem
Dach oder für ein Solarzelt verwenden.Furthermore, the air solar absorber can be used openly:
At the back of a winter garden z. B. it ensures optimal use of heat and prevents overheating of the room. With sufficient UV resistance, it can also be attached to a south facade in a weatherproof manner without any cover. Resistant versions can even be used unprotected on the roof or for a solar tent.
Auch Anwendungen außerhalb der Solartechnik kommen in Frage. Bei anderen Strahlungen als Licht muß man die Konstruktion möglicherweise an die Wellenlänge anpassen, deren Energie auf ein strömendes Gas übertragen werden soll.Applications outside of solar technology are also possible. In the case of radiation other than light, the construction must be used possibly adjust to the wavelength whose energy is on a flowing gas to be transmitted.
Claims (45)
daß der Luft-Solarabsorber aus einem flächigen Träger besteht mit einer Vielzahl von auf der Oberfläche befestigten Fäden, durch die eine als Flor zu bezeichnende Schicht auf der der Sonnenstrahlung zugewandten Seite des Trägers entsteht, daß der Träger, von der Sonnenstrahlung, die ihn erreicht, höchstens einen kleinen Teil auf die Einstrahlungsseite reflektiert,
daß der Werkstoff oder die Oberfläche des Trägers einen Großteil der Sonnenstrahlung, die ihn erreicht, in Wärme umwandelt und diese an die durchströmende Luft abgibt oder transparent ist, d. h. die Sonnenstrahlung nicht oder nicht vollständig absorbiert,
daß der Träger Poren oder Öffnungen für den Durchtritt von Luft oder einem anderen Gas besitzt,
daß der Träger eine Schicht in Form eines Gewebes, eines Vlieses, einer perforierten bzw. gestanzten Folie oder einer perforierten Platte aus Metall, Kunststoff, Carbonfasern, Glas oder anderen Materialien mit ausreichender Temperaturbeständigkeit ist,
daß ein Großteil der Florfäden ungefähr geradlinig und in etwa gleicher Richtung verläuft,
daß ein Großteil der Florfäden mit der Trägerfläche einen Winkel von 30° bis 90° einschließt,
daß die Höhe des Flors größer als der lichte Abstand zwischen den einzelnen Fasern ist,
und daß die Sonnenstrahlung in nennenswertem Maß in die Tiefe des Flors eindringen oder ihn durchdringen kann.1. Air-solar absorber for heating air and other gases with the help of solar radiation, characterized in that
that the air-solar absorber consists of a flat carrier with a multiplicity of threads attached to the surface, through which a layer, called a pile, is formed on the side of the carrier facing the solar radiation, that the carrier, from the solar radiation that reaches it, reflects at most a small part on the irradiation side,
that the material or the surface of the carrier converts a large part of the solar radiation that reaches it into heat and emits it to the air flowing through or is transparent, ie does not or does not completely absorb the solar radiation,
that the carrier has pores or openings for the passage of air or another gas,
that the carrier is a layer in the form of a fabric, a fleece, a perforated or punched film or a perforated plate made of metal, plastic, carbon fibers, glass or other materials with sufficient temperature resistance,
that most of the pile threads run approximately in a straight line and in roughly the same direction,
that most of the pile threads form an angle of 30 ° to 90 ° with the carrier surface,
that the height of the pile is greater than the clear distance between the individual fibers,
and that the solar radiation can penetrate or penetrate to a significant extent into the depth of the pile.
daß ein zusätzlicher Absorber, auf der der Einstrahlung abgewandten Seite des ersten Absorbers mit oder ohne Abstand angebracht ist,
daß er mit dem ersten Absorber eine Einheit bildet oder mit ihm verbunden ist oder getrennt von ihm montiert wird, und daß er ein Gewebe, ein Vlies, eine perforierte bzw. gestanzte Folie oder eine poröse Platte ist, aus Metall, Kunststoff, Carbonfasern, Glas, Holzfasern oder anderen Werkstoffen mit ausreichender Temperaturbeständigkeit.3. Air solar absorber according to claim 1 or 2, characterized in
that an additional absorber is attached to the side of the first absorber facing away from the radiation with or without a distance,
that it forms a unit with the first absorber or is connected to it or is mounted separately from it, and that it is a woven fabric, a fleece, a perforated or punched film or a porous plate, made of metal, plastic, carbon fibers, glass , Wood fibers or other materials with sufficient temperature resistance.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19532348A DE19532348A1 (en) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | Solar absorber for heating air and other gases |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19532348A DE19532348A1 (en) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | Solar absorber for heating air and other gases |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19532348A1 true DE19532348A1 (en) | 1997-03-06 |
Family
ID=7771059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8122 | Nonbinding interest in granting licences declared | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |