DE29521278U1

DE29521278U1 - Sonnenkollektor

Info

Publication number: DE29521278U1
Application number: DE29521278U
Authority: DE
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Priority date: 1995-05-30
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 1996-11-07
Anticipated expiration: 2005-05-31

Description

#•5 *·

(17 410) Sonnenkollektor

Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor, bestehend aus einem Kollektorgehäuse mit darin angeordneter, die Strahlung aufnehmenden, mäanderförmig verlaufende Durchlaufkanäle für das Wärmeträgermedium aufweisenden Absorberplatte.

Derartige Sonnenkollektoren sind allgemein bekannt und in Benutzung, so daß es dafür keines besonderen druckschriftlichen Nachweises bedarf. Ebensowenig ist die Funktion derartiger Sonnenkollektoren erläuterungsbedürftig, da ebenfalls bekannt. Was die Absorberplatten betrifft, so sind dafür verschiedene Ausführungsformen bekannt, nämlich Herstellung im sogenannten Rollbondverfahren aus zwei Blechlagen, die entsprechend mäanderförmig verlaufende Prägungen enthalten und die beim Zusammenfügen der Bleche den Durchlaufkanal bilden. Ebenfalls können zwei entsprechend ausgebildete Edelstahlbleche mit dem Diffusionsschweißverfahren verbunden werden, und außerdem ist es bekannt, eine den Durchlaufkanal bildendes Rohr auf einer die Absorberplatte bildenden Kupferplatine aufzulöten. Nachfolgend wird auf im Rollbondverfahren hergestellte Absorberplatten Bezug genommen, da diese bevorzugt werden.

Sonnenkollektoren der eingangs genannten Art werden in der Regel nicht allein, sondern zu mehreren nebeneinander zu einem Kollektorfeld zusammengefaßt und entsprechend hydraulisch verbunden. Für die Reduzierung der Kollektor-Wärmeverluste ist es sinnvoll, die Verbindungsrohre von einem Kollektor zum anderen in den Kollektor zu integrieren und nach Möglichkeit direkt an den Absorber anzuschließen.

y~". Durch diese Bauweise ist jedoch eine hydraulische Verschaltung der Kollektoren nach System Tichelmann zu einem Kollektorfeld nicht mehr möglich, da hierbei die Vor- und Rücklaufsammler von der Zuströmseite aus zunehmend reduzierte bzw. abgestuft abnehmende Durchmesser aufweisen, um eine gleichmäßige Durchströmung mehrerer parallel geschalteter Kollektoren zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sonnenkollektor der eingangs genannten Art dahingehend zu *~- verbessern, daß dxeser auf einfache Weise und ohne sich

reduzierende Durchmesser an den Sammlern vorsehen zu müssen mit . .- anderen, entsprechend ausgebildeten Kollektoren nebeneinander zusammengeschaltet werden kann, verbunden mit der Maßgabe, daß sich an allen zusarnmengeschalteten Kollektoren gleiche bzw. weitgehend gleiche Durchströmverhältnisse ergeben.

Diese Aufgabe ist mit einem Sonnenkollektor der gattungsgemäßen Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die in

«&diams; ~ »&rgr;

oder an der Absorberplatte angeordneten mindestens zwei Durchlaufkanäle mit ihren Vor- und Rücklaufenden an zwei längs zueinander parallelen Seitenrändern der Absorberplatte angeordneten, in bezug auf die Durchlaufkanäle querschnittsgroßeren, aber über ihre ganze Länge querschnittsgleichen Vor- und Rücklaufsammlern angeschlossen sind, wobei das Verhältnis der hydraulischen Durchmesser zwischen Durchlaufkanal und Vor- und Rücklaufsammler 0,2 bis 0,4 beträgt.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung ist einer gleichmäßigen Durchströmung von mehreren parallel geschalteten Kollektoren in Abstimmung der hydraulischen Widerstände im Durchlaufkanal zum Vor- bzw. Rücklaufsammler Rechnung getragen, und ferner ist die Strömungsgeschwindigkeit mit Rücksicht auf Kavität und Widerstand bzgl. Pumpenleistung in den Durchlauf kanälen in vertretbaren Grenzen gehalten.

Unter diesen Voraussetzungen stellt die erfindungsgemäße Ausbildung des Kollektors mit vorzugsweise mäanderförmigen Durchlaufkanälen mit einerseits relativ hohem Widerstand, angebunden an einen Vor- und Rücklaufsammler mit andererseits sehr geringem Widerstand, ein Optimum dar. Durch diese Ausführung ist eine parallele Verschaltung bis zu sechs Kollektoren mit einer gleichmäßigen Durchströmung möglich. Diese Gleichmäßigkeit bleibt auch erhalten, wenn Vorlauf und Rücklauf an einer Kollektorseite angeschlossen werden, was installationsmäßig eine große Vereinfachung bedeutet. Da sämtliche Kollektoren durch-

messergleiche Vor- und Rücklaufsammler aufweisen, können diese problemlos und auch auf kurze Distanz miteinander verbunden werden. Was das Durchmesserverhältnis von 0,2 0,4 betrifft, so bezieht sich dieses auf die hydraulischen Durchmesser eines Durchlaufkanales zum Durchmesser des Vor- bzw. Rücklaufkanales. Haben die Durchlaufkanäle einen hydraulischen Durchmesser von bspw. 6 mm und die Sammler einen Durchmesser von bspw. 22 mm, so reicht eine Pumpenleistung von nur 30 bis 60 Watt aus.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

Der erfindungsgemäße Sonnenkollektor und dessen vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1, 2 Draufsichten auf zwei Ausführungsformen von Sonnenkollektoren;

Fig. 3 einen Teilschnitt durch die Absorberplatte längs Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 im Schnitt eine Vor- bzw. Rücklaufsammler-Verbindungsstelle zweier benachbart angeordneter Kollektoren gemäß Fig. 1 oder 2 und

Fig. 5 schematisch ein aus Einzelkollektoren zusammengeschaltetes Kollektorfeld.

Der Sonnenkollektor besteht in bekannter Weise aus einem Kollektorgehäuse G mit darin angeordneter, die Strahlung aufnehmenden, einen maanderförmig verlaufenden Durchlaufkanal 2 für das Wärmeträgermedium aufweisenden Absorberplatte 1.

Für einen solchen Sonnenkollektor ist nun wesentlich, daß die in oder an der Absorberplatte 1 angeordneten mindestens zwei Durchlaufkanäle 2 mit ihren Vor- und Rücklaufenden 3, 3' an zwei längs zueinander parallelen Seitenrändern 1' der Absorberplatte 1 angeordneten, in bezug auf die Durchlaufkanäle 2 querschnittsgroßeren, aber über ihre ganze Länge querschnittsgleichen Vor- und Rücklaufsammlern 4, 5 angeschlossen sind, wobei das Verhältnis der hydraulischen Durchmesser O^, D_s zwischen Durchlaufkanal 2 und Vor- und Rücklau fs ammler 4, 5 zwischen 0,2 bis 0,4 beträgt.

{.&ldquor; Beim Ausführungsbexspiel nach Fig. 1 sind die dargestellten zwei Durchlaufkanäle 2 parallel zueinander verlaufend angeordnet j undj wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind hierbei die beiden Durchlaufkanäle 2 unabhängig voneinander in einem jeweils gleichgroßen Feld F der Absorberplatte 1 verlaufend angeordnet. Die Darstellung von jeweils nur zwei Durchlauf kanälen 2 in den Fig. 1, 2 ist nur beispielhaft, d.h., es können auch mehr als zwei Durchlaufkanäle 2 vorgesehen werden.

•5 5 5 · S■: : I '\ 5·,

«*s «t ~&psgr;&Rgr; "5· *· »*

Die Verbindung der Durchlaufkanäle 2 an die Vor- und Rücklaufsammler 4, 5 erfolgt unter Verweis auf Fig. 3, wenn diese als Rohre R ausgebildet sind, derart, daß die Rohre R mit Anschlußstutzen 6 für die Enden der Durchlaufkanäle 2 versehen sind, wobei ferner und wie ebenfalls in Fig. 3 verdeutlicht, die Anschlußstutzen 6 der Rohre R in Anschlußpragungen 7 zweier rollbondverbundenen, die Absorberplatte 1 bildenden Blechlagen flüssigkeitsdicht eingebunden sind.

Eine Verbindung anderer Art zwischen den Sammlern 4, 5 und den Durchlaufkanälen 2, die sich besonders rationell herstellen läßt, besteht vorteilhaft darin, daß bei Ausbildung der Absorberplatte 1 aus einer geprägten Blechdoppellage mindestens der Vorlaufsammler 4 und dessen Anschlüsse zu den Durchlaufkanälen 2 ebenfalls je zur Hälfte in die Blechlagen der Absorberplatte 1 mit eingeprägt ist. Dies ist nicht besonders dargestellt, da ohne weiteres vorstellbar, wobei darauf hingewiesen sei, daß '·.. eine möglichst zweckmäßige Verbindung zwischen den Sammlern und den Durchlaufkanälen von besonderem Interesse ist, da ja nach beschriebener Maßgabe nicht nur ein, sondern mehrere Durchlaufkanäle hydraulisch zu verbinden sind.

Da das Ganze auch unter dem Gesichtspunkt einer Kollektoroptimierung steht, besteht eine vorteilhafte Weiterbildung darin (siehe ebenfalls Fig. 3), und zwar insbesondere wenn höhere Vorlauftemperaturen vorgesehen sind,

• ·

daß auf den beiden Vor- und Rücklauf Sammlern 4, 5 ein sich bis zu einer Seitenwandisolierung 8 erstreckender Blechrahmen 9 angeordnet und dieser mit einer die gesamte Absorberplatte 1 abdeckenden Konvektionsfolie 10 überspannt ist, wobei zweckmäßig die Ränder der Konvektionsfolie 10 in einer die Ränder des Blechrahmens 9 umfassenden Profildichtung 11 eingebunden sind.

Sofern, wie bspw. in Fig. 1 gestrichelt angedeutet, mehrere der beschriebenen Kollektoren hydraulisch miteinander zu einem ganzen Kollektorfeld verbunden werden sollen, was die Regel ist, wird diesbezüglich auf Fig. 5 verwiesen, die auch die einfache Installation mit Vor- und Rücklaufleitungen L auf nur einer Seite des ganzen Kollektorfeldes deutlich macht.

Bezüglich der Verbindung dieser ersten und letzten Kollektoren in einer Reihe wird auf Fig. 4 verwiesen, die sowohl für die Vor- als auch die Rücklaufverbindung steht, die durch mit Dichtungen versehene Steckrohre 12 erfolgt. Abgesehen von dieser speziellen Ausführung der Verbindung, kann auch jede andere Verbindungsausführung vorgesehen werden, was keiner besonderen Erläuterung bedarf, da hier nur von sekundärem Interesse. Bei entsprechend groß dimensionierten Vor- und Rücklaufleitungen L kann auch auf der anderen Seite und ggf. auch darunter ein entsprechendes Kollektorfeld angeschlossen werden.

Claims

,;&ldquor;. ^-^T^ii^iVJwiijixiL (17 410) Schutzansprüche:

1. Sonnenkollektor, bestehend aus einem Kollektorgehäuse mit darin angeordneter, die Strahlung aufnehmenden, mäanderförmig verlaufende Durchlaufkanäle für das Wärmeträgermedium aufweisenden Absorberplatte,

dadurch gekennzeichnet,
daß die in oder an der Absorberplatte (1) angeordneten mindestens zwei Durchlauf kanäle (2) mit ihren Vor- und Rücklauf enden (3, 3') an zwei längs zueinander parallelen Seitenländern (I¹) der Absorberplatte (1) angeordneten, in bezug auf die Durchlaufkanäle (2) querschnittsgroßeren, aber über ihre ganze Länge querschnittsgleichen Vor- und Rücklaufs ammlern (4, 5) angeschlossen sind, wobei das Verhältnis der hydraulischen Durchmesser (D^, D₃) zwischen Durchlaufkanal (2) und Vor- und Rücklaufsammler (4, 5) 0,2 bis 0,4 beträgt.

2. Sonnenkollektor nach \nspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die mindestens zwei Durchlauf kanäle (2) parallel zueinander verlaufend angeordnet sind.

3. Sonnenkollektor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß jeder der mindestens zwei Durchlaufkanäle (2) unabhängig voneinander in einem jeweils gleichgroßen Feld (F) der Absorberplatte (1) verlaufend angeordnet ist.

4. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die die Vor- und Rücklauf sammler (4, 5) bildenden Rohre (R) mit Anschlußstutzen (6) für die Enden der Durchlauf kanäle (2) versehen sind.

5. Sonnenkollektor nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Anschlußstutzen (6) der Rohre (R) in Anschlußprägungen (7) zweier rollbondverbundenen, die Absorberplatte (1) bildenden Blechlagen flüssigkeitsdicht eingebunden sind.

6. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß auf den beiden Vor- und Rücklauf Sammlern (4, 5) ein sich bis zu einer Sextenwandisolierung (8) erstreckender Blechrahmen (9) angeordnet und dieser mit einer die gesamte Absorberplatte (1) abdeckenden Konvektions folie (10) überspannt ist.

7. Sonnenkollektor nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Ränder der Konvektionsfolie (10) in einer

die Ränder des Blechrahmens (9) umfassenden Profildichtung (11) eingebunden sind.

Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Ausbildung der Absorberplatte {1) aus einer geprägten Blechdoppellage mindestens der Vorlaufsammler (4) und dessen Anschlüsse zu den Durchlaufkanälen (2) ebenfalls je zur Hälfte in die Blechlagen der Absorberplatte (1) mit eingeprägt ist.