DE202005016100U1

DE202005016100U1 - Solar thermo center for agriculture, has sandwich collectors via which heat carrier liquid flows and installed onto swiveling framework and pressure-breaking container, where liquid is heated in heat accumulator using heat exchanger

Info

Publication number: DE202005016100U1
Application number: DE202005016100U
Authority: DE
Original assignee: Caftanat Sergiu Dipl-Ing
Current assignee: Caftanat Sergiu Dipl-Ing
Priority date: 2005-10-13
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2015-10-14

Abstract

The center has sandwich collectors (2) with thermal plate (3) for dissipating solar radiation, and heat carrier liquid, which flows through the collectors. The sandwich collectors are installed on a swiveling framework and a pressure-breaking container (17). The heat carrier liquid is heated in a heat accumulator (23) using a heat exchanger (32) and is reheated using a heat exchanger (31).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Solaranlage insbesondere auf eine Solar Thermozentrale zur Brauchwasserwärmung und Heizungsunterstützung für Landwirtschaft, Berghütten, Campingplätze und deren Sanitäranlagen sowie auch für Ein- oder Mehrfamilienhäuser mit Garten oder Terrassen.The The invention relates to a solar system, in particular to a Solar thermal center for domestic water heating and heating support for agriculture, Refuges, Campgrounds and their sanitary facilities as well as for Single or multi-family houses with garden or terraces.

Solcherart von Solaranlagen sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Kennzeichnend für deren Funktion und Anwendung sind die so genannten Flachkollektoren die auf die Dächer der Einfamilienhäuser montiert sind, und der Warmspeicher der in Keller montiert ist. Der auf dem Dach installierte Sonnenkollektor wandelt das durch seine Glasscheibe eindringende Sonnenstrahlen in Wärme um. Die Wärme entstehe aufgrund von Absorption der Sonnenstrahlung durch eine schwarz beschichtete Mettalplatte aus Kupfer oder Aluminium, so genannte Absorber. Unter dem Absorber befindet sich ein System von dünner Röhre, die von Wärmeträgerflüssigkeit (Glykol mit Wasser) durchströmt wird. Diese nimmt die entstehende Wärme der Absorber auf, und transportiert sie über eine Umwälzpumpe und durch die Rohre zusammengefasst zu einem Rohrstrang weiter zum Warmwasserspeicher. Dort gibt der Wärmeträger ihr Wärme über einer Wärmetauscher an das Brauchwasser ab und wird zurück zum Sonnenkollektor geführt. Im Warmwasserspeicher ist ein zweiter Wärmetauscher eingebaut, mit dem das Brauchwasser in Zeiten geringer Sonneneinstrahlung (z.B. im Winter) durch den Heizkessel zusätzlich erwärmt wird. Der Wärmeträger ist durch ein eigenständiges Rohrsystem vollständig vom Trinkwasserkreislauf getrennt und sorgt dafür, dass die Sonnenkollektoren im Winter nicht einfrieren. Die große der Anlage richtet sich nach dem Bedarf an Warmwasser. Für 80 Liter/Tag Warmwasser entspricht eine Kollektorfläche von 1 bis 1,3 qm. pro Person, je nach dem Kollektorbauart.of such of solar systems are known in different embodiments. characteristic for their Function and application are the so-called flat plate collectors on the roofs of the Family houses are mounted, and the warm storage is mounted in the basement. The solar panel installed on the roof converts this his glass pane penetrates the sun's rays into heat. The heat arises due to absorption of solar radiation by a black coated Mettalplatte made of copper or aluminum, so called absorber. Under the absorber is a system of thinner Tube, that of heat transfer fluid (Glycol with water) flows through becomes. This absorbs the resulting heat of the absorber, and transported she over a circulation pump and through the pipes combined to a pipe string on to the Hot water tank. There, the heat transfer their heat through a heat exchanger to the hot water off and will be back led to the solar collector. In the hot water tank, a second heat exchanger is installed, with the service water in times of low solar radiation (e.g. in winter) is additionally heated by the boiler. The heat transfer medium is by an independent Pipe system completely disconnected from the drinking water circuit and ensures that the solar panels do not freeze in winter. The big of the plant is aimed according to the need for hot water. For 80 liters / day hot water corresponds to a collector area of 1 to 1.3 square meters. per person, depending on the collector type.

Mach dem heutigen Stand der Technik unterscheidet man Flachkollektoren und Vakuumröhrenkollektoren, die funktionieren nach dem gleichen Prinzip.

– Die Flachkollektoren bestehen aus eine Mettalplatte, so genannten Absorber, der die Sonnenstrahlung in Wärme umwandelt und gibt sie weiter an Rohren in der der Wärmeträger fließt. Die Rohre sind an untere Fläche der Absorber gelötet oder angeschweißt. Dadurch ist das Wärmeübertragungskoeffizient gering. Das ganze ist in einem kastenförmigen Gehäuse aus korosionfesten Werkstoffen wie Aluminium oder UV-beständigem Kunststoff. Als Frontabdeckung dient eine hagelschlagfeste Solarglasscheibe. Das Gehäuse ist an den Seitenwänden und an der Rückseite gut wärmegedämmt.
– Die Vakuumröhrenkollektoren sind leistungsfähiger aber auch etwas kostenintensiver als Flachkollektoren. Sie bestehen aus mehreren, nebeneinander befestigten Glassrohren, in denen ein Absorber eingebaut ist. Aus jeder Röhre wurde die Luft abgesaugt. Das dadurch entstandene Vakuum reduziert die Wärmeverluste des heißen Absorbers. Folgende Bauarten von Vakuumröhrenkollektoren sind üblich:
– Direkt durchströmter Absorber in der Vakuumröhre. Unter dem Absorberstreifen in der Glasröhre ist ein dünnes Kupferrohr angebracht, das von der Wärmeträgerflüssigkeit durchströmt wird. Im sogenannten Sammler wird die Wärmeträgerflüssigkeit aus den einzelnen Glasröhren zusammengeführt.
– Heath-Pipe-Röhrenkollektor. In dem dünnen Rohr unter dem Absorber befindet sich eine Flüssigkeit, die bei Sonneneinstrahlung leicht verdampft. Der Dampf steigt nach oben zum Kondensator, der von der Wärmeträgerflüssigkeit umströmt wird. Diese kühlt den Dampf wieder ab und nimmt dadurch die Solarwärme auf.
– „Thermoskannen-Röhrenkollektor". Zwei ineinander liegende Glasröhren sind verschmolzen, der Zwischenraum enthält das Vakuum. In der Mitte der Röhre befindet sich der Absorber. Die Wärme wird durch ein dünnes Kupferrohr abtransportiert. Durch sogenannten CPC-Spiegel wird die Sonnenstrahlung aus allen Richtungen auf die Röhren gelenkt.

The current state of the art distinguishes flat-plate collectors and evacuated tube collectors, which work on the same principle.

- The flat-plate collectors consist of a Mettalplatte, so-called absorber, which converts the solar radiation into heat and passes it on to pipes in the heat carrier flows. The tubes are soldered or welded to the lower surface of the absorber. As a result, the heat transfer coefficient is low. The whole thing is in a box-shaped housing made of corrosion-resistant materials such as aluminum or UV-resistant plastic. The front cover is a hail-resistant solar glass pane. The housing is well insulated on the side walls and on the back.
- The vacuum tube collectors are more efficient but also more expensive than flat plate collectors. They consist of several juxtaposed glass tubes, in which an absorber is installed. The air was sucked out of each tube. The resulting vacuum reduces the heat losses of the hot absorber. The following types of evacuated tube collectors are common:
- Directly flowed absorber in the vacuum tube. Under the absorber strip in the glass tube, a thin copper tube is mounted, which is flowed through by the heat transfer fluid. In the so-called collector, the heat transfer fluid from the individual glass tubes is brought together.
- Heath pipe tube collector. In the thin tube under the absorber is a liquid that evaporates easily when exposed to sunlight. The steam rises up to the condenser, which is flowed around by the heat transfer fluid. This cools the steam again and absorbs the solar heat.
- "Thermos flask tube collector" Two glass tubes are fused together, the space contains the vacuum The absorber is located in the middle of the tube The heat is transported away by a thin copper tube The so-called CPC-mirror solar radiation from all directions directed to the tubes.

Als Wärmespeicher für Solaranlagen sind zurzeit folgende Formen bekannt:

– Standartwärmespeicher zur Brauchwasserwärmung.
– Wärmespeicher mit Pufferspeichern.
– Wärmespeicher mit Tank-im-Tankspeichern.
– Wärmespeicher mit Schichtspeichern.
– Standartwärmespeicher ist am meisten für Brauchwasser–wärmung verwendet. Liefert der Sonnenkollektor Wärme, wird diese über den Wärmetauscher in der unteren Hälfte des Speichers auf das Brauchwasser übertragen.
– Wärmespeicher mit Pufferspeichern. Um die Solarwärme des Tages zur Beheizen am Abend zu nutzen, muss ein Pufferspeicher in das Heizsystem integriert werden. Die Solarregelung führt die Solarwärme zuerst dem Brauchwasserspeicher zu und schaltet zur Beladung des Pufferspeichers um, wenn der Brauchwasserspeicher keine Wärme mehr aufnehmen kann. Die Zusatzheizung bedient beide Speicher je nach Bedarf.
– Wärmespeicher mit Tank-im-Tankspeicher. Bei diesem System ist der Brauchwasserspeicher in dem Pufferspeicher integriert. Diese System hat zwei Vorteile: Erstens wird die aufwendige Verröhrung und die Regelung gespart, und zweitens gibt es weniger Wärmeverluste.
– Der Wärmeschichtenspeicher. Die Solaranlage liefert je nach Sonneneinstrahlung Wärme mit unterschiedlicher Temperatur. Gleichzeitig haben die Wasserschichten im Speicher ebenfalls unterschiedliche Temperaturen, je nach Beladungszustand des Speichers. Die Wärme wird in die Wasserschicht eingespeist die dieselbe Temperatur aufweist. Als alternativen zu dieser Bauart gibt es auch Wärmeschichtenspeicher mit externen Wärmetauschern.

As heat storage for solar systems, the following forms are currently known:

- Standard heat storage tank for domestic water heating.
- Heat storage with buffer storage.
- Heat storage with tank-in-tank storage.
- Heat storage with layered storage.
- Standard heat accumulator is most used for domestic water heating. If the solar collector supplies heat, it is transferred to the process water via the heat exchanger in the lower half of the storage tank.
- Heat storage with buffer storage. To use the solar heat of the day for heating in the evening, a buffer tank must be integrated into the heating system. The solar control first transfers the solar heat to the dhw storage tank and switches over to the loading of the storage tank if the dhw storage tank can no longer absorb any heat. The auxiliary heater operates both stores as needed.
- Heat storage with tank-in-tank storage. In this system, the hot water tank is integrated in the buffer memory. This system has two advantages: First, the costly Verröhrung and the scheme is saved, and second, there is less heat loss.
- The heat layer memory. The solar system delivers heat with un depending on the sunlight different temperature. At the same time, the layers of water in the store also have different temperatures, depending on the loading state of the store. The heat is fed into the water layer which has the same temperature. As an alternative to this design, there are also heat layer memory with external heat exchangers.

Es ist zu erkennen, dass insbesondere bei Flachkollektoren mit Absorberblech und unten angebrachten dünnen Rohren, der Wärmeübertragungsprozess nicht besonders wirksam ist, weil die Kontaktfläche zwischen dem Absorberblech und Röhre ist sehr schmal, also klein, ungefähr nur 1/6 von Rohrfläche was ein Nachteil des Systems ist. Ein anderen Nachteil ist das das ganze System unter hydraulischem Druck funktioniert was die Fertigungskosten steigert.It It can be seen that in particular with flat plates with absorber plate and attached below thin Pipes, the heat transfer process not particularly effective, because the contact surface between the absorber sheet and tube is very narrow, so small, about only 1/6 of pipe surface which is a disadvantage of the system. Another disadvantage is that whole system under hydraulic pressure works what the manufacturing cost increases.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Solaranlage o.g. Gattung anzugeben, die bei gleichem Funktionsprinzip durch eine neue Bauart des Flachkollektors und des Wärmespeichers ein besserer Wirkungsgrad hat und einfacher und Kostengünstiger aufgebaut ist.task The invention is a solar system o.g. Specify genus, the with the same functional principle by a new design of the flat collector and the heat storage has a better efficiency and built easier and cheaper is.

Diese Aufgabe wird durch eine Solar-Thermozentrale mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.These Task is accomplished by a solar thermal center with the characteristics of Claim 1 solved. Advantageous embodiments are characterized in the subclaims.

Demgemäss besteht die Solar Thermozentrale aus ein oder mehreren neuartigen Solar Sandwich-Kollektoren mit je einen Thermoplatine-Kern, ein zylindrischen, neuartigen Wärmespeicher mit Wärmetauscher, einem schwenkbaren Gestell, eine Umwälzpumpe mit Photo-Voltaischen Generator und ein druckbrechender Behälter für die Wärmeträgerflüssigkeit.Accordingly, there is the solar thermal center from one or more new types of solar Sandwich collectors each with a thermoplate core, a cylindrical, new heat storage with heat exchanger, a swiveling frame, a circulating pump with photo voltaic Generator and a pressure-breaking container for the heat transfer fluid.

Diese neuartige Solar Thermozentrale ist für Landwirtschaft, Camping, Berghütten und Hotels mit Nutzung und Montage in Freien, aber auch für Einfamiliehäuser mit Garten oder sonnigen Terrassen geeignet und anwendbar um Warmbrauchwasser aufzubereiten sowie für Nachheizung im Winter.These innovative solar thermal center is for agriculture, camping, Refuges and hotels with use and outdoor installation, but also for single family homes with Garden or sunny terraces suitable and applicable to Warmbrauchwasser to prepare as well as for Afterheating in winter.

Seine neue Bauart bestehet darin dass der Flachkollektor in Form einer Sandwichplatte mit Thermoplatine gestalten ist und dass die Anlage mit Hilfe des druckbrechendes Behälters drucklos funktioniert.His new design consists in that the flat collector in the form of a Sandwich plate is designed with thermoplate and that the plant with the help of pressure-reducing container works without pressure.

Die Geräte der Anlage sind vertikal angerichtet und zwar die Photovoltaische Generator und der druckbrechender Behälter befindet sich in die höchste Stelle, dann tiefer liegen schräg in ein oder zwei Reihen je nach dem Anzahl, die Sandwich-Kollektoren mit Thermoplatine-Kern, und unter der Sandwich-Kollektoren liegt schräg oder steht vertikal der Wärmespeicher. Alle diese Geräte sind auf einem schwenkbaren Gestell befestigt und nach der Sonnenrichtung und mit dem erforderlichen Winkel gerichtet.The equipment The plant are arranged vertically and that the photovoltaic Generator and the pressure-breaking container is in the highest place, then lower are diagonally in one or two rows depending on the number, the sandwich collectors with thermoplate core, and below the sandwich collectors is obliquely or vertically, the heat storage. All these devices are mounted on a swiveling frame and in the direction of the sun and directed at the required angle.

Diese Solaranlage funktioniert wie folgt:
Die Wärmeträgerflüssigkeit befindet sich am Anfang in dem Wärmespeicher. Ist die Sonne da, die Photovoltaische Generator erzeugt elektrische Strom und die Umwälzpumpe läuft und saugt die Wärmeträgerflüssigkeit aus dem Wärmespeicher und pumpt sie in dem druckbrechender Behälter. Auf diese einzige Strecke ist der Druck der Wärmeträgerflüssigkeit maximal 0,6 bar. Erreicht das Wärmeträgerflüssigkeitsniveau das Abflussrohr des druckbrechenden Behälters, fließt die Wärmeträgerflüssigkeit wegen des Höhenunterschiedes in das untere Zuflussrohr des Sandwich-Kollektors und von da über den Schlangeförmigenkanäle die die Thermoplatine mit der Bodenplatte und Deckplatte bildet, waagerecht von unten nach oben zum Abflussrohr des Sandwich-Kollektors. Unterwegs ist die Wärmeträgerflüssigkeit durch die Deckplatte die, die Sonnenstrahlen im Wärme umwandelt, erwärmt. Aus dem ersten Sandwich-Kollektor mit Thermoplatine-Kern, fließt die Wärmeträgerflüssigkeit in den nächsten Sandwich-Kollektor, wenn die Sonnenanlage aus zwei oder mehrere Sandwich-Kollektoren bestehe, oder fließt in dem Wärmespeicher. Zwei oder mehrere Sandwich-Kollektoren können in parallel oder nacheinander verbunden werden je nach dem man mehr Warmwassermenge oder höhere Wassertemperatur braucht.This solar system works as follows:
The heat transfer fluid is initially in the heat storage. If the sun is there, the photovoltaic generator generates electricity and the circulation pump runs and sucks the heat transfer fluid from the heat storage tank and pumps it into the pressure-breaking container. On this single route, the pressure of the heat transfer fluid is a maximum of 0.6 bar. If the heat transfer fluid level reaches the discharge pipe of the pressure-refracting container, the heat transfer fluid flows because of the difference in height in the lower inlet pipe of the sandwich collector and thence over the Schlangeförmigenkanäle which forms the thermoplate with the bottom plate and cover plate, horizontally from bottom to top to the drain pipe of the sandwich collector , On the way, the heat transfer fluid through the cover plate, which warms the sun's rays, warms. From the first sandwich collector with a thermoplate core, the heat transfer fluid flows into the next sandwich collector when the solar system consists of two or more sandwich collectors, or flows into the heat accumulator. Two or more sandwich collectors can be connected in parallel or in sequence, depending on which you need more hot water or higher water temperature.

Im Wärmespeicher ist die Wärmemenge der Wärmeträgerflüssigkeit über die Wärmetauschern an das Brauchwasser und Nachheizung weiter abgegeben. Die jetzt kalte Wärmeträgerflüssigkeit wird von der Pumpe abgesaugt und an druckbrechender Behälter wieder gepumpt und das geschlossene Kreislauf der Wärmeträgerflüssigkeit wiederholt sich so lange die Sonne scheint. Ist keine Sonne mehr da, der Photovoltaische Generator gibt kein Strom und die Pumpe funktioniert nicht. Der geschlossene Kreislauf der Wärmeträgerflüssigkeit findet nicht mehr statt so lange keine Sonne da ist. Damit sind die Wärmeverluste vermieden.in the heat storage is the amount of heat the heat transfer fluid over the heat exchangers passed on to the service water and reheating on. The now cold heat transfer fluid is sucked from the pump and pressure-dropping container again pumped and the closed circuit of the heat transfer fluid is repeated for so long the sun is shining. If there is no sun, the photovoltaic Generator gives no power and the pump does not work. Of the Closed circuit of the heat transfer fluid does not take place as long as there is no sun. This is the heat losses avoided.

Demgemäß ein Solar Sandwich-Kollektor mit Thermoplatine-Kern bestehet aus einem kastenförmigen Gehäuse aus Korrosionsfesten Werkstoffen. Als Schutzabdeckung dient eine hagelschlagfeste Glasscheibe mit einer hohen Lichtdurchlässigkeit. Das Gehäuse ist an den Seitenwänden und an der Rückseite gut wärmegedämmt. Im Gehäuse befindet sich eine Sandwichartigenplatte, die im Aufbau dem bekannten Wellpapp-Karton ähnelt. Diese Sandwichplatte bestehe aus eine Bodenplatte und eine Deckplatte aus Aluminiumblech und ein dazwischen angeordnete, handelsüblichen Profilblech aus Aluminium (Wellblech, Trapezblech oder Rechteckigeblech) als Thermoplatine genannt. Die obere Seite der Deckplatte ist schwarzmatt beschichtet, um einen hohen Anteil der einfallenden Sonnenstrahlen aufzunehmen.Accordingly, a solar sandwich collector with a thermoplate core consists of a box-shaped housing made of corrosion-resistant materials. The protective cover is a hail-resistant glass panel with a high light transmission. The housing is well insulated on the side walls and on the back. In the housing is a sandwich-like plate, which is similar in structure to the well-known corrugated board. This sandwich panel consists of a base plate and a cover plate made of aluminum sheet and an interposed, commercially available profile sheet made of aluminum (corrugated metal, trapezoidal sheet or rectangular sheet metal) as Called a thermoplate. The upper side of the cover plate is coated with black matt to absorb a high proportion of the incoming sunrays.

Die Bodenplatte und die Deckplatte sind an Thermoplatine zusammen geklebt und verschraubt oder genietet oder angeschweißt. In dieser neuartigen Bauart entstehen zwischen Deck-Boden und Thermoplatine Platten beidseitige, parallellaufende Hohlkanäle. Die Kanäle die zwischen Deckplatte und Thermoplatine gebildet sind, sind als Außenkanäle und die Kanäle die zwischen Thermoplatine und Bodenplatte gebildet sind, sind als Innenkanäle bezeichnet. (In Zeichnungen ist als Thermoplatine Wellblech gezeichnet).The Base plate and the cover plate are glued together on the thermoplate and screwed or riveted or welded. In this novel design arise between deck floor and thermoplate panels bilateral, parallel running hollow channels. The channels formed between the cover plate and the thermoplate are known as Outdoor channels and the channels formed between the thermoplate and the bottom plate are known as internal channels designated. (In drawings is drawn as a thermoplate corrugated metal).

In einem Abstand von 20 mm. von Stirnkanten der Thermoplatine sind alternativ auf jede Welle, einmal auf eine Wellseite von eine Stirnkante des Wellbleches und einmal bei der andere Stirnkante der gleiche Welle aber auf die andere Seite, Bohrungen oder Öffnungen gleicher Durchmesser oder Form und Größe vorgesehen, mit dem die Kanäle verbunden sind und kommunizieren. Die Sandwichplatte ist Stirnseitig mit Stirnprofilen wasserdicht geschlossen. Es bildet sich damit ein Kanalsystem in der Form einer durchgehenden Schlange für die Wärmeträgerflüssigkeit. Bei Zusammenbau der Solar Thermozentrale sind die solar Sandwich-Kollektoren so angerichtet das die Kanäle waagerecht sind und die Zufluss für die Wärmeträgerflüssigkeit unten ist, und der Abfluss oben, so dass die Wärmeträgerflüssigkeit durch die Kanäle von unten nach oben fließt.In a distance of 20 mm. of front edges of the thermoplate are alternatively on each shaft, once on a corrugated side of a front edge of the corrugated sheet and once at the other end edge of the same But wave to the other side, holes or holes of the same diameter or shape and size provided, connected to the channels are and communicate. The sandwich panel is front side with front profiles waterproof closed. It thus forms a channel system in the Form of a continuous line for the heat transfer fluid. When assembling the Solar thermal panels are the solar sandwich collectors so arranged the channels horizontally are and the inflow for the heat transfer fluid is down, and the drain above, allowing the heat transfer fluid through the channels from below flows upwards.

Diese art von Sandwichplatte mit Kanälen für Wärmeträgerflüssigkeit weißt ein besonderer guter Wärmeübergangskoeffizient dadurch dass die Thermoplatine auf beiden Seiten in direkten Kontakt mit der Wärmeträgerflüssigkeit ist.These type of sandwich panel with channels for heat transfer fluid know a special good heat transfer coefficient by having the thermoplate in direct contact on both sides with the heat transfer fluid is.

Nachdem die Wärmeträgerflüssigkeit durch alle Sandwich-Kollektoren durchfließt, fließt sie über ein Verbindungsrohr in der Wärmespeicher.After this the heat transfer fluid flows through all sandwich collectors, it flows in through a connecting pipe the heat storage.

Der Wärmespeicher bestehe aus einem zylinderförmigen Behälter außen gut isoliert um die Wärmeverluste niedrig zu halten. In dem Wärmespeicher befinden sich zwei Wärmetauscher: einen für Brauchwasser und der andere für die Nachheizung.Of the heat storage consist of a cylindrical container Outside well insulated for heat loss keep low. In the heat storage There are two heat exchangers: one for service water and the other for the afterheating.

Die Wärmeträgerflüssigkeitsmenge die in geschlossenen Kreislauf fließt, bildet in dem Wärmespeicher, je nach dessen Größe, eine Wärmereserve mit dem man auch ein paar Regentage überbrücken kann.The Heat transfer fluid quantity which flows in a closed circuit, forms in the heat storage, depending on its size, one Heat reserve with which you can bridge a few rainy days.

Man kann die Sonnenanlage auch in eine Gehäuse wie Gewächsgehäuse montieren um die Wärmeverluste sehr niedrig zu halten.you The solar system can also be mounted in a housing such as greenhouse to the heat losses very low.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Solar Thermozentrale gegenüber den herkömmlichen Solaranlagen liegen somit insbesondere in wesentlich höheren Wirkungsgrad der Solarenergie, Kosteneinsparungen durch einfache Fertigung und fast unbegrenzte Einsatzfähigkeit besonders bei Großanlagen.The Advantages of the solar thermal center according to the invention across from the conventional one Solar systems are therefore in particular much higher efficiency solar energy, cost savings through simple manufacturing and almost unlimited usability especially with large plants.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter bezug auf die Zeichnungen näher erläutert.following the invention with reference to several embodiments with reference closer to the drawings explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1: Das Prinzipschema einer kompletten Solar Thermozentrale mit alle dazugehörigen Geräten und Fliessrichtungen der Wärmeträgerflüssigkeit. Die Vollinien mit Pfeilen zeigen die Fliessrichtung in die Außenkanäle, und die Strichlinien mit Pfeil zeigen die Fließrichtung in die inneren Kanäle. 1 : The schematic diagram of a complete solar thermal center with all associated devices and flow directions of the heat transfer fluid. The solid lines with arrows show the flow direction in the outer channels, and the dashed lines with arrow show the flow direction in the inner channels.

2: Eine isometrische Darstellung einer komplette Solar Thermozentrale mit zwei nacheinander montierte Sandwich-Kollektoren mit Thermoplatine-Kern aus Wellblech, Wärmespeicher, Schwenkgestell, Photovoltaische Generator mit Umwalzpumpe und druckbrechender Behälter. 2 : An isometric view of a complete solar thermal center with two successively assembled sandwich panels with corrugated iron core, heat storage, pivoting frame, photovoltaic generator with circulation pump and pressure-dropping tank.

3: Eine Seitenaufsicht der Solar Thermozentrale mit zwei nacheinander montierten Solar Sandwich-Kollektoren mit Thermoplatine-Kern, gemäß 2. 3 : A side elevation of the solar thermal center with two consecutively mounted solar sandwich collectors with thermoplate core, according to 2 ,

4: Eine Draufsicht der Solar Thermozentrale gemäß 2 und 3. 4 : A top view of the solar thermal center according to 2 and 3 ,

5: Schnitt A-A gemäß 3 durch die Solar Thermozentrale mit innen angeordneten Wärmetauschern. 5 : Cut AA according to 3 through the solar thermal center with internal heat exchangers.

6: Detail F. Es zeigt Formart des profiliertes Blech für Thermoplatine. Var.A – Wellblech. Var. B – Trapezblech. Var.C – Rechteckblech. 6 : Detail F. It shows shape type of profiled sheet for thermoplate. Var.A - corrugated iron. Var. B - trapezoidal sheet. Var.C - rectangular sheet.

7: Eine isometrisch Ansicht der Sandwich-Kollektor mit Thermoplatine aus Trapezblech. 7 : An isometric view of the sandwich collector with thermoformed trapezoidal sheet metal.

8: Eine isometrische Ansicht der Sandwich-Kollektor mit Thermoplatine-Kern aus Wellblech, und Detail „F" und „G" die der Gestaltungsart der Sandwich-Kollektoren mit Thermoplatine zeigt. 8th : An isometric view of the sandwich collector with corrugated iron core, and detail "F" and "G" showing the design of sandwich panels with thermoplate.

8a: Detail F und G. Es zeigt die alternativen Bohrungen als Verbindungen zwischen die Außen- und Innenkanäle um ein durchlaufenden Schlangformigekanäle zu bilden. 8a : Detail F and G. It shows the alternative holes as connections between the outer and inner channels to form a continuous Schlangformigekanäle.

8b: Eine Draufsicht der Sandwich-Kollektor mit Thermoplatine aus Wellblech. 8b : A top view of sandwich collector with thermoplate made of corrugated iron.

8c: Schnitt A–A und B–B durch den Sandwich-Kollektor mit Thermoplatine aus Wellblech gemäß 7. 8c Section A-A and B-B through the sandwich collector with corrugated metal thermoplate according to 7 ,

9: Einzelheit E von 5 Wärmespeicher. 9 : Detail E of 5 Heat storage.

Wie aus 1 in Verbindung mit 2, 3, 4, 5, und aus den übrigen Figuren zu entnehmen ist, ist die in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnete erfindungsgemäß Solar Thermozentrale zur Erzeugung von warme Brauchwasser und für Nachheizung bestimmt.How out 1 combined with 2 . 3 . 4 . 5 , and it can be seen from the other figures, which is in its entirety with 1 designated according to the invention solar thermal center for the production of hot service water and intended for reheating.

Die Wärmeträgerflüßigkeit ist aus dem Warmspeicher 23, über die Umwälzpumpe 15, zum druckbrechenden Behälter 17, gefördert. Erreicht die Wärmeträgerflüßigkeit in dem Behälter 17, das Abflußrohr 19, fließt sie wegen dem Höhenunterschied weiter nach unten zum Zuflußverschraubung 10, des Sandwich-Kollektors 2, mit der Thermoplatine 3. Die Zuflußverschraubung 10, des Sandwich-Kollektors 2, ist an der untersten Innenkanäl 8, befestigt und die Wärmeträgerflüßigkeit fließt durch die schlangformige waagerechtliegende Kanäle 7 und 8 des Sandwich-Kollektors 2, von unten nach oben bis zum oberen Abflußverschraubung 11, und durch Verbindungsrohr entweder zum zweiten Sandwich-Kollektor oder zum Wärmespeicher 23. Hier wird die Wärme der Wärmeträgerflüßigkeit über dem Wärmetauscher 32 an Brauchwasser abgegeben und über dem Wärmetauscher 31 an Nachheizung. Damit ist der geschlossenen Kreislauf der Wärmeträgerflüßigkeit beendet und über die Umwälzpumpe 15 der ganze wiederholt sich ständig so lange sonnig ist. Ist keine Sonne da, das Photovoltaische Generator 16 liefert kein Strom und die Umwälzpumpe 15 bleibt außer betrieb. Damit ist vermeidet dass die kalte Wärmeträgerflüßigkeit in Wärmespeicher fließt.The Wärmeträgerflüßigkeit is from the warm storage 23 , about the circulation pump 15 , to the pressure-crushing container 17 , promoted. Reaches the heat carrier fluid in the container 17 , the drainpipe 19 , it continues to flow down to the inflow fitting because of the difference in height 10 , the sandwich collector 2 , with the thermoplate 3 , The inflow fitting 10 , the sandwich collector 2 , is at the bottom inner canal 8th , attached and the heat carrier fluid flows through the serpentine horizontal channels 7 and 8th of the sandwich collector 2 , from bottom to top to the top drain fitting 11 , and by connecting pipe either to the second sandwich collector or to the heat storage 23 , Here, the heat of the heat transfer fluid above the heat exchanger 32 discharged to service water and above the heat exchanger 31 to afterheating. This completes the closed cycle of the heat transfer fluid and via the circulation pump 15 the whole is repeated constantly as long as it is sunny. If there is no sun, the photovoltaic generator 16 does not supply electricity and the circulation pump 15 stays out of order. This avoids that the cold Wärmeträgerflüßigkeit flows into heat storage.

Wie aus 6, Detail F zu ersehen ist haben die Profilbleche verschiedene Höhe was bedeutet das bei gleiche Flüssigkeitsmenge verschiedene Fließgeschwindigkeiten also Fliesswiderstände wirken. Nach diese Kriterien wählt man das erforderlichen Profilblech.How out 6 , Detail F to see the profile sheets have different height which means that at the same amount of liquid different flow velocities so flow resistances act. After these criteria you choose the required profile sheet.

7 zeigt ein Sandwich-Kollektor mit Thermoplatine aus trapezformige Profilblech und in Detail A sind die außen und innen Kanäle zu ersehen. Ansicht „X" zeigt die Verbindungsöffnung zwischen Kanäle als Langloch. Diese Langloch soll gleich Groß sein wie das Schnitt des Kanals. 7 shows a sandwich collector with a thermoplate of trapezoidal profiled sheet and in detail A are the outside and inside channels can be seen. View "X" shows the connection opening between channels as an oblong hole.This slot should be the same size as the section of the channel.

8 sowie 8a, 8b, ein Sandwich-Kollektor mit Thermoplatine aus wellformige Profilblech, sowie die alternativen Verbindungsbohrungen zwischen die Außen- und Innenkanäle. 8th such as 8a . 8b , a sandwich collector with a thermoplate made of corrugated profiled sheet, and the alternative connection holes between the outer and inner channels.

Ebenfalls aus 8c, Schnitt A-A, und B-B ist ersichtlich die Zusammenbauart des Sandwich-Kollektors.Also off 8c , Section AA, and BB is apparent the assembly of the sandwich collector.

9: Einzelheit „E" zeigt eine Variante für die wasserdichte Verbindung zwischen Wärmespeicherwand und Boden. 9 : Detail "E" shows a variant for the watertight connection between heat storage wall and floor.

11: Solar Thermozentrale mit Sandwich-Kollektoren. Zusammenbau.Solar Thermal center with sandwich collectors. Assembly.
22: Sandwich-Kollektor mit Thermoplatine.Sandwich panel with thermoplate.
33: Thermoplatine aus Aluminium Profilblech.Thermo board made of aluminum profiled sheet.
44: Deckplatte des Sandwich-Kollektors mit Thermoplatine.cover plate of sandwich collector with thermoplate.
55: Bodenplatte des Sandwich-Kollektors mit Thermoplatinebaseplate of sandwich collector with thermoplate
66: Schutzglasscheibe.Protective glass.
77: Außenkanal des Sandwich-Kollektors.outer channel of the sandwich collector.
88th: Innenkanal des Sandwich-Kollektors.internal channel of the sandwich collector.
99: Verbindungsöffnung zwischen Außen- und Innenkanal.Connection opening between Outside- and inner channel.
1010: Zuflußrohr des Sandwich-Kollektors mit Thermoplatine.Inflow pipe of Sandwich collector with thermoplate.
1111: Abflußrohr des Sandwich-Kollektors mit Thermoplatine.Drainpipe of the Sandwich collector with thermoplate.
1212: Stirnseitige Anschlußprofil des Sandwich-Kollektors mitfrontal connecting profile of the sandwich collector with
: Thermoplatine.Thermo board.
1313: Stirnseitige Gummidichtung.frontal Rubber seal.
1414: Rahmenprofil in die Länge des Sandwich-Kollektors.frame profile in the long run of the sandwich collector.
1515: Umwälzpumpe für Wärmeträgerflüssigkeit.circulating pump for heat transfer fluid.
1616: Photovoltaische Generator.photovoltaic Generator.
1717: Druckbrechende Behälter.Pressure Breaking Container.
1818: Zufußrohr des druckbrechenden Behälters.Feeder of the pressure-sensitive container.
1919: Abflußrohr des druckbrechenden Behälters.Drainpipe of the pressure-sensitive container.
2020: Schwenkbare Gestell.swiveling Frame.
2121: Schwenkvorrichtung.Swivel device.
2222: Schwenklager.Pivot bearing.

2323: Wärmespeicher.Heat storage.
2424: Feste Gestell.firm Frame.
2525: Zufluß der Nachheizung.Inflow of reheating.
2626: Abfluß der Nachheizung.Outlet of afterheating.
2727: Boden des Wärmespeichers.ground the heat storage.
2828: Kreisformige Bodenplatte.Kreisformige Base plate.
2929: Kreisformige Deckplatte.Kreisformige Cover plate.
3030: Gummidichtung.Rubber seal.
3131: Wärmetauscher der Nachheizung.heat exchangers the afterheating.
3232: Wärmetauscher des Brauchwassers.heat exchangers of the service water.
3333: Schrauben.Screws.
3434: Abflußrohr des Wärmespeichers.Drainpipe of the Heat storage.
3535: Zufluß von kalten Brauchwasser in Wärmetauscher.Inflow of cold Industrial water in heat exchanger.
3636: Abfluß von warme Brauchwasser in Wärmetauscher.Drain of warm Industrial water in heat exchanger.
3737: Sicherungsscheibe.Lock washer.
3838: Isolierungsstoff.Insulation material.
3939: Isolierplatte.Insulation.
4040: Zuflußrohr des Wärmespeichers von Sandwich-Kollektor.Inflow pipe of heat storage from sandwich collector.

Claims

Solar Thermozentrale, für die Erwärmung von Brauchwasser und Heizungsunterstützung mit Sonnenenergie insbesondere für Landwirtschaft, Berghotel und Berghütten, Campingplätze und deren Sanitäranlagen sowie auch für Ein- oder Mehrfamilienhäuser mit Garten oder sonnigen Terrassen, mit – einen oder mehreren Solar Sandwich-Kollektoren mit Thermoplatine die parallel oder nacheinander verbunden sind und durch die Wärmeträgerflüssigkeit fließt, – einem Wärmespeicher für Wärmeträgerflüssigkeit mit Zuflußanschluß von Sandwich-Kollektor und zwei Wärmetauscher indem einen für Brauchwasser und einen für Nachheizung, – einem Photovoltaischen Elektrostromgenerator und einer Umwälzpumpe für die Wärmeträgerflüssigkeit, – einem druckbrechenden Behälter mit Zuflußrohr von Umwälzpumpe und Abflußrohr zu Sandwich-Kollektor, – Einem schwenkbaren Gestell auf dem die Sandwich-Kollektoren befestigt sind, – Einem festen Gestell auf dem alle Geräte montiert sind, dadurch gekennzeichnet, – daß die Sandwich–Kollektoren (2) mit Thermoplatine (3) dienen dazu die Sonnenstrahlung in wärme zu umwandeln und die Wärmeträgerflüssigkeit, die durch die Sandwich-Kollektoren (2) mit Thermoplatine (3) fließt, damit zu erwärmen, und daß auf einen Schwenkgestell (20) montiert sind und an druckbrechenden Behälter (17) angeschlossen sind, – und daß die Umwelzpumpe (15) die die Wärmeträgerflüssigkeit in geschlossenen Kreislauf bewegt, von dem Photovoltaischen Elektrostromgenerator (16) angetrieben ist so lange die Sonne scheint, – und daß der druckbrechenden Behälter (17) der höher als Sandwich-Kollektoren (2) montiert ist und durch dem die Wärmeträgerflüssigkeit vom Umwälzpumpe (15) gefördert ist, das erzeugte Druck bricht und die Wärmeträgerflüssigkeit wegen diese Höhenunterschied durch Sandwich-Kollektoren (2) bis in dem Wärmespeicher (23) fließt und von da von Umwälzpumpe (15) wieder zum druckbrechenden Behälter (17) gepumpt ist und so das geschlossenen Kreislauf erzeugt. – und daß der Wärmespeicher (23) in dem die Wärmeträgerflussigkeit über den Wärmetauscher (32) das Brauchwasser erwärmt und über den Wärmetauscher (31) für Nachheizung sorgt.Solar thermal center, for the heating of service water and heating support with solar energy in particular for agriculture, mountain hotel and mountain huts, campgrounds and their sanitary facilities as well as for single or multi-family houses with garden or sunny terraces, with - one or more solar sandwich collectors with thermal board in parallel or are connected in succession and flows through the heat transfer fluid, - a heat storage for heat transfer fluid with Zuflußanschluß of sandwich collector and two heat exchangers by one for service water and one for reheating, - a photovoltaic electric power generator and a circulation pump for the heat transfer fluid, - a pressure-refracting container with inlet pipe from circulating pump and drainpipe to sandwich collector, - A swiveling frame on which the sandwich collectors are fixed, - A fixed frame on which all appliances are mounted, dadur characterized in that - the sandwich collectors ( 2 ) with a thermoplate ( 3 ) are used to convert the solar radiation into heat and the heat transfer fluid passing through the sandwich collectors ( 2 ) with a thermoplate ( 3 ) flows to heat it, and that on a pivoting frame ( 20 ) and pressure-sensitive containers ( 17 ) are connected, and that the Umwelzpumpe ( 15 ) which moves the heat transfer fluid in a closed circuit, from the photovoltaic electric power generator ( 16 ) is driven as long as the sun shines, - and that the pressure-breaking container ( 17 ) higher than sandwich collectors ( 2 ) is mounted and through which the heat transfer fluid from the circulating pump ( 15 ), the pressure generated breaks and the heat transfer fluid due to this difference in height by sandwich collectors ( 2 ) in the heat storage ( 23 ) flows and from there by circulating pump ( 15 ) back to the pressure-refracting container ( 17 ) and thus creates the closed circuit. - and that the heat storage ( 23 ) in which the heat transfer fluid through the heat exchanger ( 32 ) heated the process water and through the heat exchanger ( 31 ) ensures after-heating.

Solar Thermozentrale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sandwich-Kollektor (2) mit Thermoplatine (3) aus eine Bodenplatte (5) eine Deckplatte (4) und eine dazwischen angeordnete Profilblech mit Trapez-Welle- oder Rechteckigeform und als Thermoplatine (3) bezeichnet ist, und in dem diese drei Teile zusammen geklebt und verschraubt sind oder geschweißt sind, und zwischen den Deckplatte (4) und die Thermoplatine (3) und Bodenplatte (5) und Thermoplatine (3) beidseitige, parallellaufende Hohlkanäle entstehen und in einem abstand von 20 mm., von Stirnkanten der Thermoplatine (3) sind alternativ auf jede Welle-Trapez- oder Rechteckform einmal auf eine Seite der Stirnkante und einmal bei der andere Stirnkante der gleichen Welle, Trapez oder Rechteck aber auf die andere Seite, Öffnungen (9) gleicher Form und Größe vorgesehen sind mit dem die Kanäle verbunden sind und kommunizieren und mit Stirnprofilen (12) rechts und links wasserdicht geschlossen ist um damit ein Kanalsystem in der Form einer durchgehende Schlange für die Wärmeträgerflüssigkeit zu bilden und die Außenfläche der Deckplatte (4) schwarzmatt beschichtet ist.Solar thermal center according to claim 1, characterized in that the sandwich collector ( 2 ) with a thermoplate ( 3 ) from a bottom plate ( 5 ) a cover plate ( 4 ) and an interposed profile sheet with trapezoidal wave or rectangular shape and as a thermoplate ( 3 ) and in which these three parts are glued together and screwed or welded, and between the cover plate ( 4 ) and the thermal board ( 3 ) and bottom plate ( 5 ) and thermal board ( 3 ) on both sides, parallel running hollow channels arise and at a distance of 20 mm., Of front edges of the thermoplate ( 3 ) are alternatively on each wave-trapezoidal or rectangular shape once on one side of the front edge and once at the other end edge of the same shaft, trapezoid or rectangle but on the other side, openings ( 9 ) of the same shape and size are provided with which the channels are connected and communicate and with end profiles ( 12 ) is watertight closed on the right and left so as to form a channel system in the form of a continuous line for the heat transfer fluid and the outer surface of the cover plate ( 4 ) is coated black matt.

Solar Thermozentrale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit zwei Rahmenprofile (14) gleich wie die Stirnprofile (12) ein Rahmen für der Sandwich-Kollektor gebildet ist und mit einem Schutzabdeckung (6) aus hagelschlagfeste Glasscheibe mit einer hohen Lichtdurchlässigkeit bedeckt ist und an der Rückseite und an seiten Wänden gut wärmegedämmt ist.Solar thermal center according to claim 1, characterized in that with two frame profiles ( 14 ) same as the front profiles ( 12 ) a frame for the sandwich collector is formed and provided with a protective cover ( 6 ) hail-resistant glass panel is covered with a high light transmittance and is well insulated on the back and side walls.

Solar Thermozentrale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem druckbrechenden Behälter (17) die Sandwich-Kollektoren (2) und Wärmespeicher (23) nur von dem Hydraulischendruck der von Höhenunterschied zwischen druckbrechender Behälter (17) und der Sandwich-Kollektoren entsteht, beansprucht sind und daß der Druck von Umwälzpumpe (15) durch des Höhenunterschieds zwischen Zuflußanschluß (18) der tiefer liegt als Abflußanschluß (19) zur Sandwich-Kollektoren (2) der höher ist, abgebaut ist und, daß die Innere des druckbrechenden Behälters (17) Entlüftung hat.Solar thermal center according to claim 1, characterized in that with the pressure-refracting container ( 17 ) the sandwich collectors ( 2 ) and heat storage ( 23 ) only by the hydraulic pressure of the height difference between pressure-breaking container ( 17 ) and the sandwich collectors are produced, are claimed and that the pressure of circulating pump ( 15 ) by the height difference between inflow port ( 18 ) which is lower than drain connection ( 19 ) to the sandwich collectors ( 2 ) which is higher, degraded and that the inside of the pressure-refracting container ( 17 ) Has ventilation.

Solar Thermozentrale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzpumpe von einem Photovoltaischen Elektrostrom Generator (16) angetrieben ist und damit nur wenn die Sonne scheint, in betrieb ist und daß damit die Zufluß von kaltes Wasser im Wärmespeicher ausgeschlossen ist.Solar thermal center according to claim 1, characterized in that the circulating pump of a photovoltaic electric current generator ( 16 ) is driven and thus only when the sun is shining, in operation and that thus the inflow of cold water is excluded in the heat storage.