DE2516525A1

DE2516525A1 - Waermeaustauscher fuer strahlungswaerme insbesondere solarwaerme

Info

Publication number: DE2516525A1
Application number: DE19752516525
Authority: DE
Inventors: Siegfried Ing Grad Klusch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-04-15
Filing date: 1975-04-15
Publication date: 1976-10-28

Description

Wärmeaustauscher für Strahlun swärme insbesondere Solarwärme.
Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher für Strahlungswärme, insbesondere Solarwärme zur Gewinnung von Wärmeenergie für Zwecke der Heizung,der Warmwasserbereitung,dem Betrieb von Wärmepumpen nach dem Prinzip "Solarwärme-Wasser oder Solarwärme-Luft ", sowie der Verdampfung von bei niedrigen Temperaturen siedenden Flüssigkeiten zum Dampfantrieb aurarker Stromerzeuger.
Mit derartigen Wärmeaustauschern kann im Zusammenwirken mit großen Flüssigkeitsbehältern als Wärmespeicher ,Umwälzpumpen mit Thermostatsteuerung und gegebenenfalls mit Wärmepumpen der Energiebedarf für Heizung und Warmwasser gedeckt werden.Es erscheint weiterhin aussichtsreich in gegebenen Fällen den Wärmebedarf direkt aus der Solarwärme zu beziehen,statt auf dem Umweg über erwärmte Luft die Wärmepumpen zu betreiben.
Es steht weiterhin außer Zweifel,daß erhebliche Stromkosten eingespart werden können,wenn mittels Solarwärme vorgewärmtes Wasser verfügbar ist.Zur Körperpflege reichen selbst niedrigere Temperaturen, so daß lediglich für das Nachwärmen bei Wasch-und Spülmaschinen kostbarer Strom erforderlich wird.Größere Boiler,notfals mit einer erhöhten Temperatur auf dem Umweg über eine Wärmepumpe und den Wärmespeicher,könnten mit Hilfe von Nachtstrom aufgeheizt werden.
Es sind verschiedene Vorschläge und Ausführungen von Wärmeaustauschern bekannt geworden die der Erwärmung der Speicherflüssigkeit dienen können. Im Prinzip sind es immer geschwärzte Metallröhren die in Verbindung mit gleichfalls gewärzten Blechen zur Absorbtion der Solarwärme eingesetzt werden.Eine besonder3 gestützte und abgedichtete Glas abdeckung sorgt dabei für die Wärmedämmung gegenüber der vorbeistreichenden Außenluft. Auch die seit vielen Jahren bekannten Platten-Wärmeaustauscher können in geschwärztem Zustand eingesetzt werden.
Eine Steigerung der Wärmeaufnahme pro qm bei den vorbeschriebenen Systemen ist aber wegen der Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur, der Wärmedurchgangszahl,und bei wechselnder Bewölkung auch von der Strahlungszeit aus Kostengründen kaum möglich.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde,möglichst die theoretische Leistungsaufnahme pro qm zu erreichen um sowohl Kosten als auch Platz einzusparen,daneben aber ein industriell preiswert herstellbares und leicht montierbares Bauelement zu schaffen,daß eine schnelle Erschließung der Solarwärme in rationellem Rahmen erlaubt, und sich leicht und dicht in eine Dachhaut integrieren läßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,daß nach dem Extrusionsverfahren herstellbare Stegplatten aus durchsichtigem bis durchscheinendem Material hergestellt werden,das klebbar oder schweißbar i st ,und in Normlängen mittels Querverbindungselementen zu kommunizierenden Röhrenbatterien geschaltet werden können,die ihrerseits wiederum mittels dichtender Steckverbindungen zu größeren Einheiten parallel geschaltet werden können,die dabei die Wärmeabsorbtion vornehmlich im Inneren der das Austauschmedium enthaltenden kommunizierenden Röhren ermöglichen,wobei entweder die auf dem Grunde der Röhren befindliche Projektionsebene durch geschwärzte Flächen wärmeabsorbierend wird,und die Wärme spontan an das umspülende Medium abgibt,oder daß das Medium selbst Farbstoffe oder Pigmente enthält,die wärmeabsorbierend wirken, wobei durch den innigen Kontakt gleichfalls die Wärme spontan dem Medium aufgeladen wird,weiterhin daß die Wärmedämmung gegenüber der Außenluft bei gleichzeitiger Strahlendurchlässigkeit dadurch erreicht wird, daß ein weiteres diesmal luftenthaltendes Röhrensystem dem kommunizierenden System vorgelagert wird,das entweder gleichzeitig als Doppelstegplatte estrudierbar ist oder nachträglich aufgebracht und befestigt wrd,wobe die Dichtheit und Integrierbarkeit in die Dachhaut dadurch erreicht wird,daß überlappungen an den Querverbindungeßlementen oben und unten, sowie seitlich nach dem Prinzip von Falzziegeln vorgesehen werden, die entweder als Bestandteil des kommunizierenden Systems, ihrer wärmedämmenden Abdeckung , oder beider Systeme gemeinsam angehören können und zusätzliche Ausbildungen für die gemeinsame Befestigung am Dachgerüst aufweisen.
Desweiteren können derartige Wärmeaustauscher vorteilhaft so hergestellt werden,indem das kommunizierende System bereits zweiteilig hergestellt wird,wobei das der Außenluft zugekehrte wärmedämmende Röhrensystem durchsichtig bis durchscheinend ist während das dem kommunizierenden Röhrensystem angehörende Unterteil aus einem anderen durchgehend geschwärzten Material,also strahlenundurchlässig ist Dieses absorbierende Unterteil kann auch nach einem anderen Verfahren als dem Extrusionsverfahren hergestellt sein,und bereits die Hauptbestandteile der Querverbindungselemente enthalten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Es zeigen: Fig.lQuerschnitt eines Wärmeaustauschers wobei das kommunizierende System wie auch das wärmedämmende System zusammen als Doppelstegplatte nach dem Extrusionsverfahren hergestellt sind.(3) deutet das kommunizierende System an (4) das wärmedämmende System und (8) das Querverbindungselement.
Fig2. Querschnitt eines Wärmetauschers in zweiteiliger Ausführung.
Als neue Bezeichnungen treten auf (13) eröffnete Steckmuffe, (14) noch verschlossene Blind-Steckmuffe,(4) wird aufgesetzt.
Fig.3 Querschnitt eines zweiteiligen Wärmeaustauschers mit (5) als Wärmestrahlen absorbierendes Unterteil,(6) strahlendurchlässiges als Abdeckung des kommunizierenden Systems dienendes und abgedichtetes Oberteil und (9) unterstützende Dachlatte.
Fig.4 Querschnitt eines Wärmeaustauschers in Form einer Doppelstegplatte mit Nuten im kommunizierenden System in die geschwärzte Aluminiumstreifen (10) eingezogen sind.
Fig.5 Querschnitt eines Wärmeaustauschers in Form einer Doppelstegplatte wobei auf der Projektionsebene des kommunizierenden Systems ein strahlenundurchlässiger Farb-Auftrag (11) aufgebracht ist.
Fig6. schematischer Querschnitt zweier seitlich zusammengeschobener Wärmeaustauscher deren Parallelschaltung im Bereiche eines Dachsparrens (15) erfolgt,wobei die Zuleitung bzw.Ableitung mehrerer Wärmeaustauscher gemeinsam über (16) erfolgt.Dabei sind die mit (13) bezeichneten vorher verschlossenen Blind-Stecknuffen jetzt zum Anschluß eröffnet worden,während die sonst verwendeten seitlichen Steckmuffen jetzt die Bezeichnung (14) tragen und geschlossen bleiben. noch nicht noch nicht Fig.7 schematischer Querschnitt zweier seitlichtzusammengeschobener Wärmeaustauscher ,wobei (12) ein mit Nuten und O-Ringen versehenes Verbindungsrohr darstellt,daß beim seitlichen'Zusammenschieben in den eröffneten Steckmuffen (13) abdichtet,während die verschlossenen Steckmuffen (14) dort erröffnet werden können wo Zu-oder Ableitungen zur Umwälzpumpe oder Wärmespeicher erforderlich sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Wärmeaustauscher für Strahlungswärme insbesondere Solarwärme dadurch gekennzeichnet,daß nach dem Extrusionsverfahren herstellbare Stegplatten aus durchsichtigem bis durchscheinendem Material hergestellt werden,das klebbar oder schweißbar ist, und in Normlängen mittels Querverbindungselementen zu kommunizierenden Röhrenbatterien geschaltet werden können,die ihrerseits wiederum mittels dichtenden Steckverbindungen zu größeren Einheiten parallel geschaltet werden können,wobei die Wärmeabsorbtion vornehmlich im Inneren der das Austauschmedium enthaltenden kommunizierenden Röhren dadurch stattfindet,daß entweder die auf dem Grunde der Röhren befindliche Projektionsebene durch geschwärzte Flächen wärmeabsorbierend wird, und die Wärme spontan an das umspülende Medium abgibt,oder das Medium selbst Farbstoffe oder Pigmente enthält,die wärmeabsorbierend wirken, wobei durch den innigen Kontakt gleichfalls die Wärme spontan dem Medium aufgeladen wird,weiterhin daß die Wärmedämmung gegenüber der Außenluft bei gleichzeitiger Strahlendurchlässigkeit dadurch erreicht wird,daß ein weiteres diesmal luftenthaltendes Röhrensystem dem kommunizierenden System vorgelagert wird,das entweder gleichzeitig als Doppelstegplatte extrudierbar ist oder nachträglich aufgebracht und befestigt wird, wobei die Dichtheit und Integrierbarkeit in die Dachhaut dadurch erreicht wird,daß überlappungen an den Querverbindungselementen oben und unten,sowie seitlich nach dem Prinzip von Falzziegeln vorgesehen werden, die entweder als Bestandteil des kommunizierenden Systems , ihrer wärmedämmenden Abdeckung , oder beider Systeme gemeinsam angehören können und zusätzliche Ausbildungen für die gemeinsame Befestigung am Dachgerüst aufweisen.
2) Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,daß das kommunizierende System zweiteilig hergestellt wird,wobei das der Außenluft zugekehrte wärmedämmende Röhrensystem durchsichtig bis durchscheinend ist,während das dem kommunizierenden Röhrensystem angehörende Unterteil aus einem anderen geschwärzten Material besteht,das auch nach einem anderen als dem Extrusionsverfahren hergestellt werden kann und die Querverbindungselemente in ihren Hauptbestandteilen bereits enthält.