DE2510321A1 - System utilising sun energy - consisting of extruded plastic profile having upper radiation-transmitting and lower radiation-absorbing parts - Google Patents

Abstract

System for utilising the energy of the sun, esp. for heating houses, consists of an extruded profile produced at least partly from plastic material, and having an upper part, a lower part, and an intermediate space with side walls. The upper part consists of a material having a high transmittivity for radiation, e.g. transparent cellulose acetate or polymethyl methacrylate, and the lower part consists of a material having a high absorbing power for radiation, e.g. polystyrene foam covered with carbon paper. Efficient utilisation of the radiation. Low prodn. and installation costs, e.g. as part of a roof. Low weight. Relatively compact. Reduced fire risks when water is used as the heat transfer medium.

Description

System zur Nutzung der Sonnenenergie Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Nutzung der Sonnenenergie, dessen Hauptmerkmal ein ganz oder teilweise aus Kunststoff bzw, Kunststoffen bestehendes, vorzugsweise als Ganzes durch Strangpressen hergestelltes (extrudiertes) oder aus einzeln extrudierten Teilprofilen zusammengesetztes Profil ist. Durch den konstruktiven Aufbau und durch die Werkstoffauswahl ist das Profil so eingerichtet, daß sein Oberteil die Sonnenstrahlung in hohem Maße durchläßt, während das durch einen Zwischenraum von dem Oberteil getrennte Unterteil die durchgelassene Strahlung in hohem Maße absorbiert. Der durch Seitenwände ganz oder teilweise abgeschlossene Raum zwischen dem Oberteil und dem Unterteil des Profilquerschnitts kann mit Luft oder einem anderen Gas gefüllt bzw. System for harnessing solar energy The invention relates to a system for utilizing solar energy, the main feature of which is a whole or part made of plastic or plastics, preferably as a whole by extrusion manufactured (extruded) or composed of individually extruded partial profiles Profile is. Because of the design and the choice of materials, that is Profile set up in such a way that its upper part lets through a high degree of solar radiation, while the lower part, separated from the upper part by a gap, is the one that is passed through Absorbs radiation to a high degree. The one completely or partially closed off by side walls Space between the upper part and the lower part of the profile cross-section can be filled with air or another gas filled or

durchflutet oder, wenn allseitig geschlossen, evakuiert sein.flooded or, if closed on all sides, evacuated.

Zu den weiteren Merkmalen des Systems nach der Erfindung gehören Einrichtungen, welche die durch Absorption der Strahlung entwickelte Wärme aus dem Unterteil des Profils abführen, und zwar vorzugsweise über mit Luft oder Wasser gefüllte Kanäle oder Leitungen. Dazu kann der mit Luft gefüllte Raum zwischen dem Oberteil und Unterteil verwendet, aber auch ein Kanal oder eine Anordnung von mehreren Kanälen unterhalb der die Strahlung absorbierenden Schicht vorgesehen werden. Das System kann auch so eingerichtet sein, daß die durchgelassene Strahlung oder ein Teil derselben in an sich bekannter Weise in elektrische Energie umgewandelt wird, etwa durch Ausnutzung foto-elektrischer oder thermo-elektrischer Effekte. Bei nur teilweiser Umwandlung in elektrische Energie wird dieser Anteil vorzugsweise zum Betreiben einer Umlaufpumpe verwendet, die ein wirksames Abführen der in Wärme umgewandelten Sonnenenergie aus dem Unterteil des Profils ermöglicht.Other features of the system according to the invention include devices which the heat developed by absorption of the radiation from the lower part of the Discharge profile, preferably via channels filled with air or water or lines. The air-filled space between the upper part and the lower part can be used for this purpose used, but also a channel or an arrangement of several channels below the radiation absorbing layer can be provided. The system can too be arranged so that the transmitted radiation or part of it in is converted into electrical energy in a manner known per se, for example through utilization photo-electric or thermo-electric effects. With only partial conversion In electrical energy, this portion is preferably used to operate a circulation pump used, which effectively dissipate the solar energy converted into heat the lower part of the profile allows.

Das Punktionsprinzip des Systems nach der Erfindung beruht auf dem bekannten und für ähnliche Zwecke auch bereits genutzten "'Preibhaus-Eff ekt " . Es ist wiederholt versucht worden, insbesondere zur Entlastung des Energiebedarfs der Warmwasserversorgung und Beheizung von Wohngebäuden, Systeme auf der Basis dieses Effektes einzuführen. Dazu wurden in der Regel schwere Rahmenkonstruktionen mit eingesetzten Glasplatten, Absorptionselementen, separat gefertigten Leitungen und Isolierstoffpackungen verwendet, Die Herstellungs- und Einbaukosten sowie das Gewicht und der Raumbedarf dieser Konstruktionen waren jedoch so groß, daß sie in der praktischen Anwendung kaum über das Versuchsstadium hinausgekommen sind.The puncture principle of the system according to the invention is based on the known and already used for similar purposes "'Preibhaus-Eff ekt". It has been tried repeatedly especially to relieve the Energy requirements of hot water supply and heating of residential buildings, systems on the basis of this effect. Heavy frame structures were usually used for this purpose with inserted glass plates, absorption elements, separately manufactured lines and insulating material packs used, The manufacturing and installation costs as well as the However, the weight and space requirements of these constructions were so great that they could be used in the practical application have hardly got beyond the experimental stage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein auf dem bekannten "Treibhaus-Effekt" basierendes System zur Nutzung der Sonnenenergie zu schaffen, dessen Funktionselemente relativ niedrige Herstellungs- und Einbaukosten mit geringem Gewicht und vermindertem Raumbedarf kombinieren.The invention is based on the object of a known "greenhouse effect" to create a system based on the use of solar energy, its functional elements relatively low manufacturing and installation costs with low weight and reduced Combine space requirements.

Diese Aufgabe wird durch die Verwendung von ganz oder teilweise aus Kunststoff bzw. Kunststoffen bestehenden, dem Zweck in besonderer Weise angepaßten, vorzugsweise fortlaufend extrudierten Profilen gelöst, die nach Bedarf abgelängt und in beliebiger Anzahl nebeneinander angeordnet werden können. Es lassen sich so Dachflächen, aber auch für den speziellen Zweck konstruierte Gestellflächen in jeder Größe mit den Profilen abdecken und zur Umwandlung der Sonnenenergie in Wärme und/oder elektrische Energie nutzen. Die Profile können einzeln, in Gruppen oder im Gesamtverbund auch dreh- oder schwenkbar angeordnet werden.This task is made up of in whole or in part by using Plastic or plastics existing, specially adapted to the purpose, preferably continuously extruded profiles solved, which are cut to length as required and can be arranged side by side in any number. It can be such as roof surfaces, but also frame surfaces designed for special purposes in cover any size with the profiles and convert solar energy into heat and / or use electrical energy. The profiles can be individually, in groups or can also be arranged so that they can be rotated or pivoted in the overall system.

Mit einem relativ geringen Mehraufwand ist es möglich, die Profile nach dem Vorbild astronomischer Instrumente dem Tagesbogen der Sonne folgend zu verstellen. In vielen Fällen sind durch die Profile zur Nutzung der Sonnenenergie konventionelle Dachabdeckungen oder Teile derselben ersetzbar.With a relatively small additional effort, it is possible to create the profiles based on the model of astronomical instruments, following the day's arc of the sun adjust. In many cases the profiles are used to utilize solar energy conventional roof coverings or parts thereof can be replaced.

In einer bevorzugten Ausführung bestehen die Profile des Systems nach der Erfindung ganz aus einem oder mehreren Kunststoffen in entsprechenden Einstellungen, nämlich einem glasklaren Oberteil und einem möglichst schwarzen", das heißt die sichtbare und unsichtbare Strahlung absorbierenden Unterteil.In a preferred embodiment, the profiles of the system persist of the invention entirely from one or more plastics in appropriate settings, namely a crystal-clear top and a black one as possible, "that is visible and invisible radiation absorbing base.

Vorzugsweise wird die Konstruktion so gestaltet, daß das ganz aus Kunststoff bestehende Profil nach dem bekannten Verfahren des simultanen Strangpressens (Ko-Extrusion) mit zwei oder mehreren Extrudern hergestellt werden kann, Besonders zweckmäßig ist die Konstruktion und Ko-Extrusion des Profils aus nur zwei Kunststoffarten bzw. aus einem glasklaren und einem schwarz eingefärbten Ansatz desselben Kunststoffes. Zum Gegenstand der Erfindung gehören aber auch Profile, die aus separat gefertigten Teilprofilen in fester oder lösbarer Verbindung bestehen. Eine lösbare Verbindung bietet unter anderem die Möglichkeit, die Zwischenräume und Kanäle der Profile im Falle der Verschmutzung oder Verkrustung zu reinigen, Zur Verminderung von Wärmespannungen und gleichzeitig zur Verbesserung der Wärmeabgabe aus dem die Strahlung absorbierenden Teil des Profilquerschnittes empfiehlt sich eine gewölbte, gewellte oder geriffelte Ausführung dieses Querschnittsteiles. Die Flexibilität des so gestalteten Bauteiles gleicht Wärmespannungen im Querschnitt weitgehend aus und gewährleistet durch die vergrößerte Oberfläche einen rauten Wärmeübergang.Preferably, the construction is designed so that that all off Plastic existing profile according to the known method of simultaneous extrusion (Co-extrusion) can be made with two or more extruders, especially expedient is the construction and co-extrusion of the profile only two types of plastic or one clear and one colored black Approach of the same plastic. The subject matter of the invention also includes profiles, which consist of separately manufactured partial profiles in a fixed or detachable connection. A detachable connection offers, among other things, the possibility of removing the gaps and to clean channels of the profiles in case of contamination or incrustation, To reduce thermal stress and at the same time to improve heat dissipation from the radiation-absorbing part of the profile cross-section is recommended a curved, corrugated or corrugated design of this cross-sectional part. the The flexibility of the component designed in this way equates to thermal stresses in the cross-section largely and ensures a rough heat transfer due to the enlarged surface.

Die Konstruktion der Profilelemente des Systems nach der Erfindung kann auch Kombinationen mit anderen Werkstoffen, insbesondere Metallen, einschließen, So kommen für die die Strahlung absorbierenden Querschnittsteile beispielsweise nach Art der Bauelemente von Fotoapparaten geschwärzte Metallbleche (Flach- oder Wellbleche) in Betracht. Bei Verwendung von Wasser oder anderen Flüssigkeiten für das Abführen der in Wärme umgesetzten Strahlungsenergie können auch Kombinationen zweckmäßig sein, bei denen das glasklare Oberteil aus Kunststoff besteht, während das Unterteil aus einer oder mehreren metallischen Rohrleitungen mit geschwärzter Oberfläche konstruiert ist. Diese Konstruktion läßt sich wiederum so ausführen, daß die Verbindung der Querschnittsteile nach bekannten Verfahren der Kunststoff-Extrudertechnik erfolgen kann.The construction of the profile elements of the system according to the invention can also include combinations with other materials, especially metals, For example, for the cross-sectional parts that absorb the radiation Metal sheets blackened like the components of cameras (flat or Corrugated iron) into consideration. When using water or other liquids for the dissipation of the radiant energy converted into heat can also be combined be useful in which the crystal clear upper part is made of plastic, while the lower part of one or more metallic pipelines with blackened Surface is constructed. This construction can in turn be carried out in such a way that that the connection of the cross-sectional parts according to known methods of plastic extruder technology can be done.

In der Mehrzahl der Fälle empfiehlt sich eine insgesamt starre, eine ebene Basisfläche aufweisende Konstruktion der Profile; für das Abdecken von gewölbten Flächen können aber auch flexible Profile, vorzugsweise aus entsprechend "weich" eingestellten Kunststoffen, extrudiert werden. Für das schwarz eingefärbte Unterteil ist auch Natur- oder Synthese- Kautschuk als Werkstoff in Erwägung zu ziehen.In the majority of cases, an overall rigid, one, is recommended Construction of the profiles with a flat base surface; for covering arched However, surfaces can also be flexible profiles, preferably made of correspondingly "soft" set plastics, are extruded. For the black colored lower part is also natural or synthetic Consider rubber as a material to pull.

Wenn der Raum zwischen dem strahlungsdurchlässigen Oberteil und dem die durchgelassene Strahlung absorbierenden Unterteil nicht evakuiert wird, so ist es zur Vermeidung von Wasserdampfkondensation zweckmäßig, diesen Raum mit Öffnungen zu versehen, durch welche im Betrieb des Systems die Feuchtigkeit entweichen kann. Entsprechende Öffnungen sind aber so klein zu bemessen, daß durch sie ein den Wirkungsgrad beeinträchtigender Wärmeverlust nicht eintritt.If the space between the radiolucent top and the the lower part that absorbs transmitted radiation is not evacuated, so is it is advisable to avoid water vapor condensation in this space with openings through which the moisture can escape when the system is in operation. Corresponding openings are to be dimensioned so small that they reduce the efficiency impairing heat loss does not occur.

Im übrigen sind die Grundwerkstoffe und Zusatzstoffe für die Profile des Systems nach der Erfindung so auszuwählen, daß sie dem besonderen Zweck und gegebenenfalls auch dem Einsatzort entsprechen. Unterschiede ergeben sich vor allem aus den klimatischen Gegebenheiten, wie etwa See- oder Landklima, gemäßigtes oder tropisches Klima, Allgemein ist eine ausreichende Witterungsbeständigkeit sowie Beständigkeit gegen UV-Licht zu fordern, ferner ein angemessen hoher Erweichungspunkt, besonders bei dem Material des die Strahlung absorbierenden Querschnittsteiles. Das glasklare Oberteil muß außerdem eine gewisse Kratzfestigkeit, das schwarze Unterteil eine nicht zu geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen; diesbezüglich kommt der Auswahl des Schwarzpigments - Ruß bestimmter Qualität, eventuell auch Metalloxide oder andere anorganische Zusätze -erhebliche Bedeutung zu. Zum mindesten erwünscht ist eine Schwerentflammbarkeit der für die Profilelemente verwendeten Werkstoffe, Für das System nach der Erfindung geeignete Kunststoffe sind unter anderen Polyvinylchlorid (PVC) und dessen Mischpolymerisate bzw, Modifikationen, sowie Polymethylmethakrylat (PMMA), aber auch neuere Kunststofftypen, soweit sie glasklar eingestellt und/oder schwarz eingefärbt werden können, Die beschriebenen Hauptmerkmale und weitere Einzelheiten des Systems nach der Erfindung sind den in Fig.1 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispielen der Profile zu entnehmen. Fig.11 zeigt eine der möglichen Kombinationen mit Sammelkanälen für das Zu- und Abführen des die Wärme transportierenden Fluids.In addition, these are the basic materials and additives for the profiles of the system according to the invention so that they meet the particular purpose and possibly also correspond to the place of use. Above all, there are differences from the climatic conditions, such as maritime or land climate, temperate or tropical climate, general is adequate weather resistance as well To require resistance to UV light, as well as an appropriately high softening point, especially with the material of the cross-sectional part absorbing the radiation. The crystal-clear upper part must also have a certain scratch resistance, the black lower part have a not too low thermal conductivity; in this regard comes the choice of black pigment - soot of a certain quality, possibly also metal oxides or others inorganic additives -significant importance too. At least one is desirable Flame retardancy of the materials used for the profile elements, for the Plastics suitable for the system according to the invention include polyvinyl chloride (PVC) and its copolymers or modifications, as well as polymethyl methacrylate (PMMA), but also newer types of plastic, as far as they are set crystal clear and / or Can be colored black, The main features described and other details of the system according to the invention are the exemplary embodiments shown in FIGS can be found in the profiles. Fig. 11 shows one of the possible combinations with common channels for the supply and removal of the fluid that transports the heat.

Fig.12 ist ein Diagramm zur Optimierung der Zwischenschichthöhe.Fig. 12 is a diagram for optimizing the interlayer height.

Dabei beziehen sich die Kennzahlen auf die folgenden Details: 1 = Strahlung absorbierendes Unterteil (Schwarzschicht), in den Zeichnungen mit Schraffur 2 = Strahlung durchlassendes Oberteil (Klarschicht), in den Zeichnungen ohne Schraffur 3 = Zwischenraum, mit Luft oder einem anderen Gas gefüllt oder evakuiert 4 = Einzelkanal für Fluid zum Abführen der Wärme aus dem Teil 1 5 = Verbindungselement für die nebeneinander angeordneten Profile 6a/b = "IXTut/BederS'-Verbindung 7a/b = "Kerbe/Maset'-Verbindung 8a/b = Sammelkanäle für das Zu- und Abführen des die Wärme transportierenden Fluids.The key figures refer to the following details: 1 = Radiation-absorbing lower part (black layer), in the drawings with hatching 2 = Upper part permeable to radiation (clear layer), in the drawings without hatching 3 = space, filled with air or another gas or evacuated 4 = single channel for fluid to dissipate the heat from the part 1 5 = connecting element for the side by side arranged profiles 6a / b = "IXTut / BederS 'connection 7a / b =" Notch / Maset' connection 8a / b = collecting channels for the supply and discharge of the fluid that transports the heat.

In Stichworten lassen sich die dargestellten Ausführungsbeispiele wie folgt kennzeichnen: Fig.1: Separat gefertigtes Unterteil 1 und Oberteil 2, in fester oder lösbarer Verbindung miteinander, wobei der für den ?tTreibhausEffektt? notwendige Zwischenraum 3 gleichzeitig als Fluidkanal für das Abführen der Wärme aus dem Unterteil 1 dient.The exemplary embodiments shown can be summarized in key words Mark as follows: Fig. 1: Separately manufactured lower part 1 and upper part 2, in fixed or detachable connection with each other, whereby the? t greenhouse effect? necessary space 3 at the same time as a fluid channel for dissipating the heat from the lower part 1 is used.

Fig.2: Ausführung nach Art des Beispiels der Fig.1 mit lösbarer Verbindung zwischen dem Unterteil 1 und dem Oberteil 2, wobei das Oberteil 2 unter Biegespannung in Aussparungen des Unterteils 1 eingesetzt ist.Fig. 2: Design according to the type of the example in Fig. 1 with a detachable connection between the lower part 1 and the upper part 2, the upper part 2 under bending stress is inserted into recesses in the lower part 1.

Fig.3: Ausführung nach Art des Beispiels der Fig.1, jedoch ohne Aufteilung in separat gefertigte Teilprofile, vorzugsweise Ko-Extrudat aus zwei Kunststoffen bzw, aus einem glasklaren und einem schwarz eingefärbten Ansatz desselben Kunststoffes (siehe die allgemeine Beschreibung oben). Dabei ist im Profilquerschnitt eine scharfe Abgrenzung zwischen den beiden Stoffarten bzw, Stoffansätzen nicht erforderlich; hinsichtlich der Festigkeit kann ein "weicher Ubergang" sogar Vorteile bieten. Vorzugsweise wird der Ubergangsbereich in die Seitenpartien des Profilouerschnittes verlegt.Fig. 3: Execution like the example of Fig. 1, but without division in separately manufactured partial profiles, preferably co-extrudate made of two plastics or, from a crystal clear and a black colored approach of the same plastic (see general description above). There is a sharp one in the profile cross-section Differentiation between the two types of substance or substance batches is not necessary; regarding A "soft transition" can even have advantages in terms of strength Offer. The transition area is preferably in the side parts of the profile cutout relocated.

Fig.4: Ausführung mit Unterteil 1 und Oberteil 2 nach Art des Beispiels der Fig.3, jedoch mit einem separaten Kanal 4 für das Fluid zum Abführen der Wärme aus dem Unterteil 1, insgesamt vorzugsweise Ko-Extrudat.Fig. 4: Design with lower part 1 and upper part 2 according to the type of example 3, but with a separate channel 4 for the fluid to dissipate the heat from the lower part 1, preferably a total of co-extrudate.

Fig.5: Ausführung nach Art des Beispiels der Fig,4, jedoch mit mehreren Einzelkanälen 4 für das Fluid zum Abführen der Wärme aus dem Unterteil 1.Fig. 5: Execution like the example of Fig, 4, but with several Individual channels 4 for the fluid for removing the heat from the lower part 1.

Fig.G: Ausführung nach Art des Beispiels der Fig.4, jedoch mit einem gewellten Unterteil 1 (siehe die allgemeine Beschreibung oben).Fig.G: Execution like the example of Fig. 4, but with a corrugated lower part 1 (see general description above).

Fig.?: Ausführung nach Art des Beispiels der Fig.6, jedoch mit einem separat gefertigten gewellten Unterteil 1, vorzugsweise aus geschwärztem Blech.Fig.?: Execution like the example of Fig. 6, but with a separately manufactured corrugated lower part 1, preferably made of blackened sheet metal.

Fig,8: Verbund von nebeneinander angeordneten Profilen mit Querschnitt nach Art des Ausführungsbeispiels der Fig.4, gekennzeichnet durch ein separat gefertigtes Verbindungselement 5. Zusätzlich kann der Verbund in der Vertikalen durch Pressung gegen die Auflagefläche, beispielsweise mit Spannbändern, fixiert sein.Fig, 8: composite of side by side arranged profiles with cross section according to the type of embodiment of Figure 4, characterized by a separately manufactured Connection element 5. In addition, the connection can be made vertically by pressing be fixed against the support surface, for example with straps.

Fig.9: Verbund von nebeneinander angeordneten Profilen nach Art des Ausführungsbeispiels der Fig.8, jedoch mit Verbindung durch eine Längsnut 6a und eine Feder 6b als integrierten (ko-extrudierten) Querschnittselementen, sogenannte "Schnappverbindung".Fig. 9: Combination of profiles arranged next to one another according to the type of Embodiment of Figure 8, but with a connection through a longitudinal groove 6a and a spring 6b as integrated (co-extruded) cross-sectional elements, so-called "Snap Connection".

Fig,10:Verbund von nebeneinander angeordneten Profilen nach Art der Ausführungsbeispiele der Fig.8 und 9, jedoch mit Verbindung durch eine Kerbe (dreieckförmige Längsnut) 7a und eine Nase (dreieckförmiger Vorsprung) 7b.Fig, 10: composite of side by side arranged profiles according to the type of Embodiments of Figures 8 and 9, but with a connection by a notch (triangular Longitudinal groove) 7a and a nose (triangular projection) 7b.

og,ll:Ausführungsbeispiel für die Kombination der Profile mit einer Sammelleitung 8a für das Zuführen und einer Sammelleitung 8b für das Abführen des Fluids, das die Kanäle 4 durchströmt. Bei der Domessung der Profilquerschnitte ist allgemein davon auszugehen, daß das Fluid drucklos bzw. mit einem sehr niedrigen Vorlagedruck in die Kanäle 4 eingeleitet wird. Wenn der Umlauf des Fluids durch eine mit einem Teil der Sonnenenergie betriebene Pumpe bewirkt wird, siehe die Beschreibungseinleitung, so können die im Falle eines Betriebes mit Fremdenergie erforderlichen Schalteinrichtungen eingespart oder zum mindesten einfacher ausgelegt werden.og, ll: embodiment for the combination of the profiles with one Manifold 8a for the supply and a manifold 8b for the discharge of the Fluids that the Channels 4 flows through. When measuring the profile cross-sections it can generally be assumed that the fluid is pressureless or at a very low level Original pressure is introduced into the channels 4. When the circulation of the fluid through a pump operated with part of the solar energy is effected, see the introduction to the description, so the switching devices required in the case of operation with external energy can be saved or at least designed more simply.

Fig. 12: Typ-Diagramm, welches die Abhängigkeit der durch die einfallende Strahlung bewirkten Temperaturerhöhung bT im Unterteil 1 von der lichten Höhe h des Zwischenraumes 3 (Fig.11) zeigt, Dabei bezieht sich die Kurve a auf eine Steillage (800), die Kurve b auf eine Blechlage (00) des Profilelements.Fig. 12: Type diagram showing the dependency of the incident Radiation caused temperature increase bT in the lower part 1 from the clear height h of the space 3 (Fig.11) shows, curve a relates to a steep position (800), curve b on a sheet metal layer (00) of the profile element.

Ergänzend ist zu Fig.12 folgendes festzustellen: Die Kurvenverläufe basieren auf Messungen mit einer improvisierten Versuchsanordnung in den Abmessungen 120 x 300 mm (lange Rechteckseite horizontal angeordnet), bestehend aus einer 15 mm dicken Schaumpolystyrol-Platte mit Kohlepapier-Auflage und einem Deckel aus glasklarem Celluloseacetat (CA), wobei der Abstand h zwischen Deckel und Kohlepapier mittels auswechselbarer Blechrahmen zwischen 3 mm und 50 mm variiert werden konnte.In addition to Fig. 12, the following is to be noted: The curves are based on measurements with an improvised experimental set-up in the dimensions 120 x 300 mm (long side of the rectangle arranged horizontally), consisting of a 15 mm thick foam polystyrene plate with carbon paper and a lid made of crystal clear Cellulose acetate (CA), the distance h between the lid and carbon paper by means of exchangeable sheet metal frame could be varied between 3 mm and 50 mm.

Für die Messung der Temperaturen an der Schwarzfläche war ein Glasthermometer mit Klebestreifen auf der Unterlage befestigt.A glass thermometer was used to measure the temperatures on the black surface attached to the base with adhesive tape.

Die in Stuttgart-Sillenbuch in 420 m Höhe ü.M, am 22.Februar 1975 zwischen 11.30 und 14.00 Uhr bei wolkenlosem Himmel und Außentemperaturen von + 3 °C (im Schatten gemessen) durchgeführten Messungen ergaben bei der Steilanordnung Temperaturen bis zu 73 0" (hoBt = 9 mm) und bei der Flachanordnung Temperaturen bis zu 68 C (hopt = 5 mm). Bei größeren h-Werten (hmax = 50 mm) lagen die Meßwerte etwa 10 OC niedriger. Wenn das Kohlepapier entfernt wurde, also die durchgelassene Strahlung unmittelbar auf die weiße Schaumpolystyrol-Platte traf, so stellte sich bei der Steilanordnung mit hobt = pt 9 mm eine Temperatur von nur 43 °C (statt 73 00 bei der Schwarzfläche) ein.The one in Stuttgart-Sillenbuch at 420 m above sea level, on February 22nd, 1975 between 11.30 a.m. and 2.00 p.m. with a cloudless sky and outside temperatures of + Measurements carried out at 3 ° C (measured in the shade) resulted in the steep arrangement Temperatures up to 730 "(hoBt = 9 mm) and temperatures for the flat arrangement up to 68 C (hopt = 5 mm). The measured values were at larger h values (hmax = 50 mm) about 10 OC lower. When the carbon paper has been removed, i.e. the one that was passed through Radiation hit the white expanded polystyrene sheet directly, so it turned out in the steep arrangement with hobt = pt 9 mm a temperature of only 43 ° C (instead of 73 00 for the black area).

Die angegebenen Meßwerte sind, da eine aktive Abführung von.The stated measured values are because of an active dissipation of.

Wärme aus der Schwarzfläche bzw, der Unterlage nicht erfolgte, als "Stautemperaturen" zu verstehen. Die Höhe der im Winter gemessenen Stautemperaturen laßt für die wärmere Jahreszeit an demselben OrJ bzw. für alle Jahreszeiten in subtropischen und tropischen Zonen Werte um bzw. über 100 oG erwarten. -Das zunachst überraschende Maximum der Stautemperaturen in Fig.12 kommt vermutlich dadurch zustande, daß bei einer bestimmten Schichthöhe hopt die natürlichen Wärmeverluste des Systems ein Minimum erreichen. Bei Schichthöhen h < hopt wachsen die Verluste durch reine Wärmeleitung, bei Schichthöhen h > holt dagegen die Verluste mit Beteiligung der freien Wärmekonvektion. Offenbar ist für den energetischen Wirkungsgrad des Systems eine Überschreitung von hopt weniger kritisch als eine Unterschreitung dieses Wertes.Heat from the black area or the base did not take place when To understand "damming temperatures". The amount of in winter measured Damming temperatures for the warmer season at the same OrJ or for all Seasons in subtropical and tropical zones expect values around or above 100 oG. -The initially surprising maximum of the storage temperatures in Fig. 12 will probably come This is due to the fact that the natural heat losses increase at a certain layer height of the system reach a minimum. The losses increase at layer heights h <hopt by pure heat conduction, but with layer heights h> brings the losses with it Involvement of free heat convection. Apparently is for the energetic efficiency of the system, exceeding hopt is less critical than falling below this value.

Im übrigen können die Profile des Systems nach der Erfindung in vielfältiger Weise variiert werden. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, wenn die Wärmekonvektion in dem Zwischenraum 3 durch parallel zur Hauptachse angeordnete Stege unterdrückt wird, auch größere h-Werte zuzulassen. - Grundsätzlich ist von Fall zu Fall zwischen einer horizontalen Anordnung der Hauptachse bzw. der Nebenachse der Profile zu wählen.In addition, the profiles of the system according to the invention can be varied Way can be varied. For example, there is the possibility if the thermal convection suppressed in the intermediate space 3 by webs arranged parallel to the main axis will also allow larger h values. - Basically it is between case by case to choose a horizontal arrangement of the main axis or the minor axis of the profiles.

Neben den Vorteilen der niedrigen Herstellungs- und Einbaukosten sowie des geringen Gewichts und verminderten Raumbedarfs bieten die Profilelemente des Systems nach der Erfindung beim Einbau in Dachkonstruktionen auch Schutz gegen unkontrollierte Erwärmung im Sommer und Auskühlung im Winter (Isoliereffekt der Doppelschichten), ferner im Falle des Betriebes mit Wasser als Fluid für den Wärmetransport Schutz gegen Dachstuhlbrände (Senkung der Prämien für die Feuerversicherung).In addition to the advantages of low manufacturing and installation costs as well as The profile elements of the System according to the invention when installed in roof structures also protection against uncontrolled Warming up in summer and cooling down in winter (insulating effect of the double layers), also in the case of operation with water as a fluid for heat transport protection against roof fires (lowering the premiums for fire insurance).

Claims (7)

Patentansprüche Claims System zur Nutzung der Sonnenenergie durch Anwendung des "'rreibhaus-ffektes", gekennzeichnet durch Rauelemente, die als ganz oder teilweise aus Kunststoff bzw, Kunststoffen herstellbare, vorzugsweise extrudierbare Profile konstruiert sind, wobei das Oberteil (2) aus einem in hohem Maße für Strahlung durchlässigen Material und das durch einen Zwischenraum (3) mit Seitenwänden von dem Oberteil (2) getrennte Unterteil (1) aus einem Strahlung in hohem Maße absorbierenden Material besteht.System for the use of solar energy by applying the "greenhouse effect", characterized by rough elements that are made entirely or partially of plastic or Profiles that can be manufactured from plastics, preferably extrudable, are constructed, wherein the upper part (2) is made of a material which is highly permeable to radiation and that separated from the upper part (2) by a gap (3) with side walls Lower part (1) consists of a material that absorbs radiation to a high degree. 2) Profil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dessen tonstruktion eine Fertigung nach dem bekannten Verfahren der Ko-Extrusion aus einem glasklaren und einem schwarz eingefärbten Kunststoff bzw. aus entsprechend unterschiedlichen Ansätzen desselben Kunststoffes ermöglicht. 2) Profile according to claim 1, characterized in that its tonstruktion a production according to the known method of co-extrusion from a crystal clear and a black colored plastic or made of correspondingly different ones Approaches of the same plastic allows. 3) Profil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses aus separat gefertigten, vorzugsweise extrudierten Teilprofilen in fester oder lösbarer Verbindung besteht. 3) Profile according to claim 1, characterized in that this consists of separately manufactured, preferably extruded partial profiles in fixed or detachable Connection exists. 4) Profil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (3) zwischen dem Oberteil (2) und dem Unterteil (1) als Kanal zum Zu- und Abführen von Luft oder einem anderen Gas eingerichtet ist. 4) Profile according to claims 1 to 3, characterized in that the space (3) between the upper part (2) and the lower part (1) as a channel for supply and Discharge of air or another gas is set up. 5) Profil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (1) einen oder mehrere Kanäle (4) für ein Fluid (Flüssigkeit oder Gas, vorzugsweise Wasser oder Luft) aufweist, die mit Sammelkanälen (8a/b) kommunizieren. 5) Profile according to claims 1 to 3, characterized in that the lower part (1) one or more channels (4) for a fluid (liquid or Gas, preferably water or air), which communicate with collecting channels (8a / b). 6) Profil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Oberteil (2) durchgelassene Strahlung durch ein Unterteil (1) mit gewölbtem, gewelltem oder geriffeltem Querschnitt absorbiert wird. 6) Profile according to claims 1 to 5, characterized in that the radiation transmitted by the upper part (2) through a lower part (1) with a curved, corrugated or corrugated cross-section is absorbed. 7) Profil nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es durch separate Elemente (5) oder durch integrierte Elemente (6a/b) nach Art von "ut und Feder" oder durch Aussparungen und Vorsprünge (7a/b) beiderseits mit gleichartigen Profilen zu einem Verbund kombiniert werden kann. 7) Profile according to claims 1 to 6, characterized in that it by separate elements (5) or by integrated elements (6a / b) like "ut and feather" or through recesses and projections (7a / b) on both sides with similar Profiles can be combined to form a composite.