DE3415316A1

DE3415316A1 - Einkreis-sonnenkollektor

Info

Publication number: DE3415316A1
Application number: DE19843415316
Authority: DE
Inventors: Hans Dr.h.c. 3559 Battenberg Vießmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-04-25
Filing date: 1984-04-25
Publication date: 1985-11-07
Also published as: AT390671B; IT1182034B; IT8547992A0; PT80345A; DE3415316C2; IN164054B; BR8501944A; ATA117685A; FR2563614A1; AU4135085A; EG16792A; IL74990A0; ZA853092B; GR850972B; FR2563614B3; PT80345B; ES286340Y; ES286340U; IT8547992A1

Description

Einkreis-Sonnenkollektor

Die Erfindung betrifft einen Einkreis-Sonnenkollektor gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Sonnenkollektoren der genannten Art sind bereits bekannt. Es handelt sich dabei um Kollektoren, die ein relativ großes Volumen haben und dadurch geeignet sind, gleichzeitig als Speicher für das erwärmte Wasser zu dienen, sofern nicht zusätzlich ein besonderer Speicherbehälter nachgeschaltet ist, was natürlich auch bei derartigen Kollektoren in Betracht gezogen werden kann.

Beim Kollektor der eingangs genannten und druckschriftlich nicht belegbaren Art sind die parallel in einem Gehäuse untergebrachten und den Absorber bildenden Rohre horizontal verlaufend angeordnet und untereinander mit durchmesserkleinen Rohren derart verbunden, daß die Rohre in Reihe durchströmt werden können. Diese durchmesserkleinen Rohre bilden insofern eine Störungsquelle, als diese bei entsprechenden Wassereigenschaften relativ schnell "zuwachsen" können, was dann Anlaß zu relativ häufigem Reinigungserfordernis ist. Das trotzdem solche durchmesserkleinen Überströmrohre benutzt

werden/ dürfte seinen Grund wohl darin haben, daß es relativ schwierig bzw. zumindest aufwendig ist, für querschnittsgroße Überströmkanäle zu sorgen, was bspw. dann problemlos ist, wenn man derartig großvolumige Absorber in bekannter Weise als Kästen ausbildet, da dort zwecks Ausbildung von großen Überströmöffnungen die inneren Strömungsleitbleche nur entsprechend kurz bemessen werden müssen, um auf diese Weise die Überströmöffnungen offenzuhalten. Will man solche Kastenabsorber als druckbelastbare Einkreis-Absorber betreiben, d.h. also auch gegen Leitungswasserdruck belastbar machen, müssen entsprechend dicke Wandstärken vorgesehen werden, abgesehen davon, daß die Herstellung von Kästen mit eingebauten Leitblechen beträchtlich aufwendig ist.

Relativ problemlos ist es auch, querschnittsgroße Parallelrohre mit seitlichen, ausreichend querschnittsgroßen Überströmkanälen zu verbinden bzw. zu versehen. Problematischer wird das Ganze aber dann, wenn man den druckbelastbar sein sollenden Absorber aus relativ durchmesserkleinen Rohren (ca. 80 - 90 mm 0) und damit möglicher relativ dünner Wandstärken bilden und diese zu- und abströmseitig mit entsprechend großen Überströmöffnungen verbinden will, denn bei durchmesserkleine-

ren Rohren müssen seitliche Aushalsungen für den Seitenanschluß der parallelen Rohre unverhältnismäßig lang herausgebördelt werden, wenn die Überströmöffnungen groß sein sollen, was einerseits schwierig, wenn überhaupt machbar ist und dem andererseits die möglichst dünn zu haltende Wandstärke der Parallelrohre entgegensteht.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, einen Sonnenkollektor der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß dieser bzgl. seiner Absorberausbildung folgende Forderungen erfüllt:

1. Die Überströmquerschnitte im Bereich der Zu- und Ableitungen sollen nicht bzw. nicht wesentlich gegenüber dem Querschnitt der Parallelrohre reduziert sein.

2. Es sollen für die Parallelrohre einfache Rohrlängenabschnitte verwendet werden können, die hinsichtlich der Überströmöffnungen keinerlei Stanz- und Verformungsbedarbeitungen bedürfen, so daß relativ durchmesserkleine, dünnwandigere, aber dennoch für übliche Wasserleitungsdrücke druckstabile Rohre benutzt werden können.

3. Die entsprechenden Zu- und Ablaufanschlüsse für die Parallelrohre sollen mit der Maßgabe entsprechender Dünnwandigkeit einfach herstellbar

- f-

und problemlos mit den Parallelrohren verbindbar sein.

Diese Aufgabe ist mit einem Sonnenkollektor der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch das im Kennzeichen des Hauptanspruches Erfaßte gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

Mit einem derart ausgebildeten Kollektor sind die gestellten Forderungen erfüllt. Die durchmesserkleineren Rohre (ca. 80 - 90 mm) führen zwar zu einem geringeren Speichervolumen des Absorbers selbstr es steht aber nichts entgegen, entweder die Anzahl der Parallelrohre zu erhöhen oder dem Kollektor einen wärmeisolierten Speicherbehälter nachzuschalten. Durch die Anordnung der Querrohre im Zu- bzw. Ablaufbereich, in die die Parallenrohre ohne Querschnittsreduzierung einmünden und die in etwa die gleichen Querschnitte aufweisen, ist gewährleistet, daß bei Warm- bzw. Heißwasserentnahme das unter Druck nachströmende kalte Leitungswasser zunächst nicht unmittelbar in die Parallelrohre gelangt, sondern erst in das zülaufseitige Querrohr, d.h., die Vermischung mit Warmwasser ist weitgehend unterbunden.

Die Parallel- und Querrohre sind zwar dünnwandiger, aber durch die reduzierten Durchmesser druckstabiler, andererseits hat die Dünnwandigkeit eine gewisse stärkere Elastizität der Wandungen zur Folge, wodurch vorteilhaft damit gerechnet werden kann, daß sich bei Druckschwankungen oder Druckstößen (Wasserentnahme) evtl. Inkrustierungen an den Wänden lösen und mit herausgespült werden.

Der erfindungsgemäße Einkreis-Sonnenkollektor wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt schematisch

Fig. 1 eine Draufsicht auf den Kollektor bzw. dessen Absorber;

Fig. 2 einen Teilschnitt durch den Absorber längs Linie II/II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt längs Linie III/III in Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt längs Linie IV/IV in Fig. 2 und

Fig. 5 die Nutzungsstellung des Kollektors.

Der in Fig. 1 dargestellte Absorber besteht im wesentlichen aus mit relativ engem Abstand zueinander angeordneten Parallelrohren 1, die in entsprechende Anschlußstutzen 3 zweier Querrohre 4 einge-

"— Q .1*

steckt und mit diesen flüssigkeitsdicht verbunden sind, was noch näher beschrieben wird. Das untere Querrohr 4 weist an der tiefsten Stelle einen Zulaufanschluß 6¹ auf.Bei entsprechend breiten Absorbern, wie im vorliegend dargestellten Fall, bei dem also insgesamt sieben Parallelrohre 1 vorgesehen sind, ist jedoch auch am anderen Ende des unteren Querrohres ein Zulaufanschluß 6¹ vorgesehen. Gleiches gilt für das obere Querrohr 4, das entsprechende Ablaufanschlüsse 6 aufweist. Die Endverschlüsse sind dabei in Form aufsteckbarer und ebenfalls flüssigkeitsdicht verlötbarer Kappen ausgebildet.

Wie aus den Fig. 2, 3 erkennbar, handelt es sich bei den Parallelrohren um einfache Längsrohrabschnitte von bspw. ca. 1,5 - 2,0 m Länge, die einfach mit ihren Enden 2 in die Anschlußstutzen 3 der Querrohre eingeschoben und mit diesem hart verlötet sind. Die Anschlußstutzen 3 sind dabei mit nach außen gerichteten Bördelrändern 9 versehen, die das Einstecken der Rohrenden 2 erleichtern und ebenso das Verlöten.

Da das Anbringen der Anschlußstutzen 3 in Form von Aushalsungen an entsprechend großen Querrohren zwar möglich, aber schwierig ist, werden die Aushalsungen an einem zunächst ebenen Blechzu-

schnitt vorgenommen, der dann im Sinne der Fig. gerundet und mit einer Längsnaht 7 verschlossen wird. Dabei hat man es ohne weiteres in der Hand, den Querschnitt der Querrohre 4 an den Querschnitt der Parallelrohre 1 entsprechend anzupassen und gleich groß oder kleiner in bezug auf die Parallelrohre 1 anzulegen. Wesentlich ist dabei und wie ohne weiteres erkennbar, daß innerhalb des Absorbers keinerlei verengtenUberstromoffnungen vorliegen, wie das bei dem Absorber der eingangs genannten Art der Fall ist. Soweit an den Querrohren, die ja ebenfalls druckbelastbar sein müssen, ebenflächige Begrenzungswände vorliegen, können diese ohne weiteres bei ihrem Herstellungsvorgang mit entsprechenden Versteifungsprägungen 10 versehen werden, was auch für die Verschlußkappen 5 gilt. Zur Halterung des Absorbers innerhalb des Kollektorgehäuses 11 sind einfach an den Parallelrohren, wie in Fig. 3 angedeutet, geeignete Halter 12 angesetzt.

Bei zur vertikalen geneigten Aufstellung des ganzen Kollektors gemäß Fig. 5 wird der Absorber bei Wasserentnahme und gleichzeitiger Zuströmung von Druckwasser im Sinne der Strömungspfeile durchströmt.

~^μ:'44· 3Λ15316

Bei einem Durchmesser von ca. 90 mm der Parallelrohre und einer Länge von ca. 2000 mm hat dieser Absorber einen Wasserinhalt von ca. 90 1 und ist trotz geringer Wandstärke von nur 1 mm bei üblichen Wasserleitungsdrücken absolut druckstabil, reagiert aber auf Druckschwankungen und Druckstöße aufgrund seiner geringen Wandstärken bis zu einem gewissen Grade elastisch, wodurch, wie beobachtet werden konnte, Inkrustierungen ohne weiteres zum Ablösen gebracht werden können.

Das Ganze stellt also gewissermaßen einen Kompromiß dar zwischen reduziertem Speichervolumen bzw. reduzierten Durchmessern bei dadurch möglicher Wandstärkenreduzierung und günstiger Anschlußmöglichkeit zu den Querrohren, ohne diese überdimensionieren zu müssen, wobei durch die Querrohre eine direkte seitliche, bei den gegebenen Durchmesserverhältnissen nicht ohne weiteres zu verwirklichende Verbindung der Parallelrohre umgangen ist.

Claims

■'—>£■'- '-■' - '■-' ■ (14 996)

Patentanwälte Dlpl.-Ing. Arn;nor

. Dlpl.-ing.Wc-'.f

Patentansprüche: _{An der} ^„„^,

1/ Einkreis-Sonnenkollektor, bestehend aus einem in einem Gehäuse angeordneten Absorber, der aus mehreren vertikal oder in bezug auf die Vertikale geneigt durchströmbaren, mit geringem Abstand zueinander angeordneten, zu- und ablaufseitig miteinander in Verbindung stehenden und im Querschnitt kreisförmigen Parallelrohren gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelrohre (1) mit ihren offenen Enden (2) an zwei mit Anschlußstutzen (3) versehenen Querrohren (4) an deren Anschlußstutzen (3) flüssigkeitsdicht angeschlossen sind, wobei die Querrohre mit einem größeren Durchmesser als die Parallelrohre und jeweils an mindestens einem ihrer Endverschlüsse (5) mit je einem Wärmeträgermediumsanschlußstutzen (6) versehen sind und daß ferner jedes Querrohr (4) aus einem die Anschlußstutzen

(3) aufweisenden, zu einem Rohr gefalteten und/ oder gerundeten Blechzuschnitt gebildet und dieser mit einer Längsnaht (7) verschlossen ist.
2. Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querrohre

(4) anschlußseitig zu den Parallelrohren (1) mit

einer ebenen, die Anschlußstutzen (3) aufweisenden Fläche (8) versehen und die Restwandung gewölbt ausgebildet ist.
3. Kollektor nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelrohre (1) mit ihren Enden in die Anschlußstutzen (3) der Querrohre (4) eingesteckt und die Anschlußstutzen (3) an ihren Endrändern mit einem nach außen gerichteten Bördelrand (9) versehen sind.
4. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querrohre (4) an ihren Enden mit auf- oder einsteckbaren, mit den Zu- und Ablaufanschlüssen (6) versehenen Böden als Endverschlüsse (5) flüssigkeitsdicht verschlossen sind.
5. Kollektor nach einem der Anschlüsse 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Zulaufanschluß (6¹) am unteren Querrohr (4) an der tiefstmöglichen Stelle des betreffenden Endverschlusses (5) angeordnet ist.
6. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Querrohre (4) durch Wandprägungen (10) versteift ausgebildet sind.
7. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallel- und Querrohre (1, 4) aus Cu-Blech mitO.8-1,s*«Wandstärke gebildet sind.
8. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Parallelrohre (1) mit 80 bis 95 mm bemessen ist.