DE3327938A1 - Sonnenkollektor - Google Patents

Sonnenkollektor

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DE3327938A1 DE19833327938 DE3327938A DE3327938A1 DE 3327938 A1 DE3327938 A1 DE 3327938A1 DE 19833327938 DE19833327938 DE 19833327938 DE 3327938 A DE3327938 A DE 3327938A DE 3327938 A1 DE3327938 A1 DE 3327938A1
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Description

PATENTANWALT ' "·' *--"*··" '-.'"..' Fasanenstraße 7
rMiJINlÄINWALl D.7g20 He!denhe!m
DIPL.-ING. WERNER LORENZ ^
27.07.1983 Kn Akte: KO 1068
Anmelder:
Nitto Kohki Co., Ltd.
9-4, Nakaikegami 2-chome, Ohta-ku
Tokyo
Japan
Sonnenkollektor
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor, der die Wärmesammlung und die Wärmeleitung von Sonnenenergie verbessert, wodurch sie wirkungsvoller genutzt wird.
Es ist z.B. bereits eine Sonnenkollektorröhre bekannt, die eine luftleere Doppelglasröhre aufweist, in welche eine Wärmeröhre eingebaut ist, wobei die Wärmeröhre in einer Rille der wärmeleitenden Platte angeordnet ist.
Bei dieser Sonnenkollektorröhre ist es jedoch schwierig, die Wärmeröhre mit der Rille in der wärmeleitenden Platte in gutem Flächenkontakt zu halten.
-Z-
Aus diesem Grunde ist der Wärmeaustausch zwischen diesen beiden Teilen so schlecht, daß die angesammelte Sonnenenergie im Verhältnis zu Wärmeverlusten nicht wirkungsvoll genutzt wi.rd.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Schwierigkeiten hinsichtlich des Standes der Technik zu beseitigen, insbesondere eine bessere Wärmeübertragung zu ermöglichen. Dies wird erreicht durch die Anordnung einer Wärmeröhre und einer damit einstückig verbundenen wärmeleitenden Platte, wobei der wärmeabgebende Abschnitt der Wärmeröhre in Flächenkontakt mit der Außenseite des Sammelrohres gebracht ist. Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt einer Ausführungsart der Sonnenkollektorröhre der erfindungsgemäßen luftleeren Doppelröhrenausführung, wobei eine Ausgestaltung der Wärmeröhre dargestellt ist,
Fig. 2 eine Frontansicht des Querschnitts nach der Linie A-A der Fig. 1,
Fig. 3 bis 5 Frontansichten von Querschnitten von
drei anderen Ausgestaltungen der Wärmeröhre, die sich im Querschnitt voneinander unterscheiden,
Figo 6 ist eine Frontansicht der Sammelröhre, an
welcher der wärmeabgebende Abschnitt der ersten Ausgestaltung der Wärmeröhre befestigt ist, der im Querschnitt kreisförmig ist.
.5
Fig. 7 eine Draufsicht auf Fig. 6 und
Fig. 8 eine Frontansicht der Sammelröhre, an welcher der wärmeabgebende Abschnitt der Wärmeröhre befestigt ist, der im Querschnitt rechteckig i st ο
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Wärmeröhre 1 aus einem billigen und gut wärmeleitfähigen Material, wie z.B. Aluminium, das durch Pressen oder Extrusion gefertigt ist. Die Wärmeröhre 1 ist an ihren beiden Enden luftdicht geschlossen und enthält ein Wärmemittel unter niederem Druck. Es können Wärmemittel 2 wie Wasser, Ammoniak oder andere geeignete Flüssigkeiten, wie z.Bo Alkohol oder Öl, verwendet werden, die alle einen niederen Siedepunkt besitzen.
Eine dünne wärmeleitende Platte 3 ist mit der Wärmeröhre 1 durch Pressen oder Ziehen als einheitliches Teil ausgestaltet (im folgenden als "Extrusion" angegeben). Eine Vielzahl von Rippen 4 sind an der Außenfläche der Wärmeröhre radial angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Rippen 4 axial zu der Wärmeröhre 1 angeordnet. Die Rippen 4 sind aus demselben Material gefertigt wie die Wärmeröhre 1 und die wärmeleitende Platte 3, so daß die wärmeleitende Platte in stetigem Kontakt mit der Innenfläche einer luftleeren Doppelröhren-Sonnenkollektorröhre 5 (im folgenden vereinfacht als "Kollektorröhre" angegeben) gebracht wird.
In der Fig. 3 sind zwei wärmeleitende Platten 3a symmetrisch abgetrennt von der Außenfläche der Wärrneröhre 1a, die im Querschnitt eine kreisförmige Gestalt aufweist, von dem aus sich zwei Rippen 4a erstrecken»
-Ar-
In Fig. 4 sind vier wärmeleitende Platten 3b dargestellt, die sich symmetrisch gegenüberliegen, und die von der Außenfläche der Wärmeröhre 1b räumlich getrennt sind, die im Querschnitt eine Quadratform aufweist und von der Rippen 4b radial ausgehen.
In Fig. 5 sind zwei halbkreisförmige wärmeleitende Platten 3c räumlich getrennt um die Außenfläche der Wärmeröhre 1c angeordnet, welche im Querschnitt eine Rechteckform aufweist und von der aus von den kurzen Seiten zwei Rippen 4c abgehen,.
Es muß bemerkt werden, daß die im dargestellten Ausführungsbeispiel verwendete Kollektorröhre 5 eine äußere Röhre 6 und eine innere Röhre 7 aufweist, die eine über der äußeren Oberfläche angeordnete Absorptionsschicht 8 besitzt, mit einem Raum zwischen beiden Röhren, der hochgradig luftleer gemacht wurde. Über dem wärmeaufnehmenden Abschnitt X (zur Verdampfung) der Wärmeröhre 1 ist die wärmeleitende Platte 3 stetig in engen Kontakt mit der Innenfläche der Wärmeröhre 1 gebrachte Der wärmeabgebende Abschnitt Y (zur Kondensation) der Wärmeröhre 1 ist fest in Flächenberührung mit der oberen Stirnseite einer Samrnelröhre 10, die in einem Gehäuse 9 untergebracht ist.
Die Fig. 6 bis 8 zeigen die Arten der Befestigung der Wärmeröhre 1 an dem Sammelrohr 1O0 Ein röhrenhaltender Abschnitt ist an der oberen Stirnseite der Sammelröhre 10 angebracht und in Halbkreisform ausgebuchtet entsprechend dem gekrümmten Abschnitt der Wärmeröhre 1. Die Wärmeröhre 1 ist an dem wärmeab-
\J L. I >-» \J KJ
- T-
. 1.
gebenden Abschnitt Y auf dem röhrenhaltenden Abschnitt 11 angeordnet und lösbar mit der Sammelröhre 10 durch eine Befestigungseinrichtung (Fittinge) 12 verbunden. Die Befestigungseinrichtung 12 besteht aus zwei U-förmigen Bauteilen 13, die über der Sammelröhre 10 angeordnet sind und durch eine Untergriffleiste 15 mittels Muttern 14, die auf die Enden der Bauteile 13 aufgeschraubt sind, festgehalten werden. Fig. 8 stellt eine Ausführungsart dar, bei der die Wärmeröhre 1c der Fig. 5 angewendet ist»
Bezugszeichen 16 ist ein wärmeisolierendes Material im Gehäuse 9. Bezugszeichen 17 bezeichnet einen Bügel zum Stützen der Vorderseite der Kollektorröhre 5, und 18 einen Reflektor.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel arbeitet wie folgt: die Absorptionsschicht 8 absorbiert etwa 80 % der die Kollektorröhre 5 direkt oder indirekt erreichenden Sonnenenergie. Die auf diese Weise absorbierte Wärme wird auf wirksame Weise zu der dünnen wärmeleitenden Platte 3 geleitet, so daß der wärmeaufnehmende Abschnitt X der Wärmeröhre 1 durch die wärmeleitende Platte 3 und die Rippen 4 erwärmt wird. Wenn Wärme auf den wärmeaufnehmenden Abschnitt X aufgebracht wird, verdampft das Wärmemittel im Inneren der Wärmeröhre 1 bei einer relativ niederen Temperatur, z.B. 5O0C, da das Innere der Wärmeröhre 1 auf einem niedrigeren Druck gehalten wirdo Der daraus entstehende Dampf bewegt sich zum wärmeabgebenden Abschnitt Y (zur Kondensation), wobei die Wärme davon zu der wärmeabsorbierenden Sammelröhre 10 übermittelt wird, so daß die Flüssigkeit darin erwärmt wird. Wenn Wärmeabgabe am wärmeabgebenden Abschnitt Y stattfindet, kondensiert der Dampf innerhalb der Wärmeröhre 1 in der Nähe von Y.
Auf diese Weise übermittelt die Wärmeröhre 1 wirksam Sonnenenergie zu der in der Sammelröhre 10 gespeicherten Flüssigkeit, und zwar durch wiederholte Wärmeansammlung (Verdampfung) und Wärmeabgabe (Kondensation).
Die Wärmeröhre 1 ist am wärmeabgebenden Abschnitt der Sammelröhre 10 lösbar angebracht. Falls die Kollektorröhre 5 oder die Wärmeröhre 1 ausfallen, können sie so durch eine neue ersetzt werden, ohne daß die Funktion des Systems unterbrochen wird»
Wie bereits vorstehend erwähnt, weist die vorliegende Erfindung einen Sonnenkollektor auf, in welchem eine Sammelröhre mit dem wärmeabgebenden Abschnitt einer Wärmeröhre aus wärmeleitendem Material fest in Flächenkontakt gebracht ist, wobei eine Vielzahl von Rippen, aus demselben Material wie die Wärmeröhre bestehend, sich radial von dem wärmesammelnden Abschnitt der Wärmeröhre erstrecken, wobei eine wärmeleitende Platte einstückig mit den Rippenenden angeordnet ist, und wobei die wärmeleitende Platte in Flächenkontakt mit der Rückseite der wärmesammelnden Seite der Sonnenkollektorröhre gebracht wirdo Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die wärmeleitende Platte einstückig mit der Wärmeröhre ausgebildet, und der wärmeabgebende Abschnitt der Wärmeröhre ist mit der Sammelröhre in feste Flächenberührung gebracht. Demzufolge kann die gesammelte Sonnenenergie mit beträchtlich verminderten Wärmeverlusten der Sammelröhre wirksam übermittelt werden»
Der erfindungsgemäße Sonnenkollektor beinhaltet außerdem eine bemerkenswert verminderte Anzahl von Schritten im Vergleich mit dem Kollektor nach dem Stand der Technik, wobei die Zeitdauer der Speicherung der Sonnenenergie mit Kostenersparnissen vermindert werden kann.
, ■ 3·.
Leerseite

Claims (6)

" '" " * * ** "** ** " Fasanenstraße 7 - ·- - ·- D-7920 Heldenheftn DIPL-ING. WERNER LORENZ 29.07.1983 Kn Akte: KO 1068 Anmelder: Nitto Kohki Co., Ltd. 9-4, Nakaikegami 2-chome, Ohta-ku Tokyo Japan Patentansprüche :
1.J Sonnenkollektor,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Sammelrohr (10) konstant in einen flächenhaften Kontakt mit einem wärmeabgebenden Abschnitt (Y) einer Wärmeröhre (1) gebracht ist, wobei eine Vielzahl von Rippen (4) aus demselben Material wie die Wärmeröhre (1) sich radial vom wärmesammelnden Abschnitt (X) der Wärmeröhre (1) aus erstrecken, und daß eine wärmeleitende Platte (3) einstückig an die Rippenenden angeformt ist, wobei diese wärmeleitende Platte (3) in konstantem Flächenkontakt mit der Rückseite der wärmesammelnden Fläche eines Sonnenkollektorrohres (5) ist.
2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Wärmeröhre (1) lösbar mit einem Sammelrohr (10) verbunden ist.
3. Sonnenkollektor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Wärmeröhre (1) im Querschnitt kreisförmig ist und vier radial von ihr ausgehende Rippen (4) aufweist, wobei an jedem Rippenende eine einstückig angeformte wärmeleitende Platte (3) angeordnet ist.
4. Sonnenkollektor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß eine Wärmeröhre (1a) im Querschnitt kreisförmig ist und zwei radial von ihr ausgehende Rippen (4a) aufweist, wobei an jedem Rippenende eine einstückig angeformte wärmeleitende Platte (3a) angeordnet ist.
5. Sonnenkollektor nach Anspruch 1,
dadurch ge kennzeich η e t , daß eine Wärmeröhre (1b) im Querschnitt quadratisch ist und vier von jedem Eck des Quadrates ausgehende Rippen (4b) aufweist, wobei an jedem Rippenende eine einstückig angeformte wärmeleitende Platte (3b) angeordnet ist.
6. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Wärmeröhre (1c) im Querschnitt rechteckig ist und zwei von den kürzeren Seiten des Rechteckes ausgehende Rippen (4c) aufweist, wobei an jedem Rippenende eine einstückig angeformte wärmeleitende Platte (3c) angeordnet ist.
DE19833327938 1982-08-04 1983-08-03 Sonnenkollektor Granted DE3327938A1 (de)

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