DE3703587C2 - Wärmezelle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmezelle, bestehend aus einem durch Kollektorkörper in einen oberen und einen unteren Hohlraum unterteilten Behältnis mit einer transparenten Außenfläche, wobei um ihre Längsachse drehbar gelagerte Kollektorkörper mit je einer reflektierenden und absorbierenden Außenseite innerhalb des Behältnisses angeordnet sind.

Wärmezellen als Wärmekollektoren sind bekannt. Sie sind allgemein auf Hausdächern flächenartig verlegt vorgesehen, um ein darunter liegendes Rohrsystem mit einem darin gasförmig oder flüssig zirkulierenden Medium zu erwärmen. Nachteilig ist hierbei, daß durch diese Wärmeübertragung große Wärmeverluste entstehen, so daß eine notwendige Wärmisolierung sehr kostenaufwendig ist.

Aus der US-A-4,219,008, aus der der Oberbegriff gebildet ist, ist ein Wärmekollektor bekannt, durch den die Temperatur und das durchgelassene Sonnenlicht geregelt werden können und wobei die gesammelte Energie zum nächtlichen Heizen verwendet werden kann. Die Vorrichtung umfaßt einen langgezogenen Sonnenkollektor, der um seine Längsachse gedreht werden kann, um die Menge an Sonnenlicht zu regeln, die in das Gebäude durchtreten kann.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Wärmezelle zu schaffen, bei der die durch Sonneneinstrahlung gewonnene Wärme einerseits unmittelbar zum Heizen eines Raumes verwendet und andererseits zu anderen Zwecken abtransportiert werden kann.

Gemäß der Erfindung ist dies bei einem Wärmekollektor gemäß dem Oberbegriff dadurch möglich, daß der obere Hohlraum als Hitzestauraum ausgebildet ist, in dem mindestens eine Absaugrohrleitung für Warmluft angeordnet ist.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher veranschaulicht:

Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht der Wärmezelle mit abgenommener vorderer Seitenwand, und

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist 1 eine Wärmezelle, die im wesentlichen aus einem durch eine allseitig in sich geschlossene Seiten­ wand 2 gebildeten Behältnis 3 besteht, das nach oben hin durch eine Abdeckung 4 z. B. eine Doppelstegplatte oder eine transparente Glas- bzw. Kunststoffplatte abgedeckt ist. Bodenseitig weist das Behältnis entweder einen integral mit dem unteren Seitenrand 5 der Seitenwand 2 verbundenen Boden oder aber eine mit diesem unteren Seitenrand abnehm­ bar verbindbare Bodenabdeckung auf. Der Innenraum des Be­ hältnisses ist durch in waagrechter Ebene in Form eines Rostes angeordnete, lattenförmig ausgebildete Kollektor­ körper 6 in einen oberen Hohlraum 7 und in einen unteren Hohlraum 6 unterteilt. Der jeweilige Kollektorkörper 6 be­ steht aus einem Kollektorrahmen 9 und einem darauf gespannten Kollektorteil 10, der im vorliegenden Fall eine schwarze Trägerfolio z. B. aus Kunststoff mit einer einseitig darauf aufgedampften Aluminiumschicht ist. Diese Folie bzw. der Kollektorteil 10, ist über seine ganze Fläche perforiert. Die Kollektorkörper sind in jeweils ihrer Längsachse X-X um diese drehbar gelagert und können entweder einzeln jeder für sich allein oder durch eine allen Kollektorkörpern ge­ meinsame Hebelanordnung 11 verdreht bzw. verschwenkt werden. Je nach Verwendungszweck können die Kollektorkörper um 360° verdrehbar gelagert und gegebenenfalls auch motorisch ange­ trieben werden. Zu diesem Zweck ist ein Motor 12 vorgesehen, der eine Zahnradspindel 13 antreibt, die mit stirnseitig an den Längsachsen X-Y der Kollektorkörper jeweils ange­ brachten Zahnrädern 14 zusammenwirkt. Hierbei können die lattenförmigen Kollektorkörper 6 unmittelbar auf zwei einander gegenüberliegenden Wandteilen der Seitenwand 2 drehbar gelagert oder aber in einem aus dem Behältnis heraus­ nehm- und darin wieder einsetzbaren Halterahmen 15 z. B. für Reinigungszwecke der Kollektoren oder gegebenenfalls zum Austausch einzelner Kollektorkörper drehbar befestigt sein. Die obere Abdeckung 4 kann eine Doppelstegplatte oder eine Isolierverglasung z. B. eine Sicherheitsglasabdeckung sein, so daß genügend Sonneneinstrahlung auf die Kollektoren ge­ währleistet ist. Durch eine derartige Wärmezelle ist es möglich, zwei für sich getrennt erwärmbare Hohlräume 7, 8 gleicher oder unterschiedlicher Größe für jeweils unter­ schiedlich Zwecke zu schaffen. Hierbei kann beispielsweise nur obere Hohlraum bei nach unten hin geschlossener Kollektoren­ fläche als Hitzestauraum verwendet werden, aus dem mittels wenigstens einer Rohrleitung 16 Warmluft abgesaugt und an­ dererorts zur Erwärmung zugeführt werden kann, z. B. einer Wärmepumpe u. dgl. Der eigentliche zur unmittelbaren Behei­ zung mittels Wärmekollektoren durch Sonneneinstrahlung zu erwärmende Raum 8 befindet sich - durch die verdrehbaren Kollektorkörper trennbar vom oberen Hitzestauhohlraum 7 - unterhalb von diesem. Durch Verdrehen der Kollektorkörper 6 in einem Winkel α zwischen etwa 0° (- Trennlage der Kollek­ torenkörper zwischen oberem Hohlraum 7 vom unteren Hohlrum 8, schwarze Kollektorseite ist nach oben, der Sonne zuge­ kehrt -) und 180° - neuerliche Trennlage bei der die reflek­ tierende Al-Seite der Sonne zugekehrt und die schwarze Kollektorseite nach unten weist - ist es möglich, die Tempera­ tur der Warmluft durch Änderung der direkten Sonneneinwir­ kung auf die schwarze Kollektorfläche durch Winkelverstellung relativ zur Sonne, im zu erwärmenden Hohlraum 8 der Wärme­ zelle zu regulieren. Bei Aufheizung des oberen Hitzestau­ raumes zbw. des oberen Hohlraumes 7 gilt das gleiche, nur daß hierfür zur Regulierung der Warmluft die Kollektorkörper 6 um weitere 180° in einem Winkel β zwischen 180° und 360° verdreht werden müssen, da im oberen Hitzestauraum 8 Warm­ luft unmittelbar durch Sonneneinstrahlung auf die Wärme re­ flekeierende Aluminiumfläche entsteht. Auf diese Weise können die Kollektorkörper 6 der maximalen Sonneneinstrahlung ent­ sprechend zur optimalen Wärmeaufnahme und somit Wärmeabgabe stets ein- bzw. nachgestellt werden.

Die Wärmezelle ist vielseitig verwendbar z. B. zur Erwärmung von angebauten Wintergärten, für Gewächshäuser oder im Gar­ ten zur Erwärmung von Frühbeeten. Im letztgenannten Fall ist es durchaus möglich, das gesamte Frühbeet mit einer in deren Größe gefertigten Wärmezelle aufzuheizen, so daß diese bei abgenommener Bodenabdeckung lediglich darübergestellt werden braucht. Durch thermostatische Motorregelung bei motorbetriebener Verschwenkung der Kollektorkörper, kann die Temperatur im Frühbeet geregelt und gegebenenfalls konstant gehalten werden. Zweckmäßig ist damit auch ein Be- und Entlüfter ankoppelbar, der in an sich bekannter Weise auch für eine entsprechende Luftfeuchtigkeit in der Wärmezelle und somit auch im Frühbeetraum Sorge trägt.

Vorteilhaft besteht das Behältnis aus einem wärmedämmenden material. Es kann jede Querschnittsform haben, z. B. recht­ eckig, quadratisch, gegebenenfalls auch rund oder elliptisch sein. Die im oberen Hohlraum 7 gewonnene Wärme kann über die Rohrleitung 16 auch einer Wärmepumpe oder einem Wärme­ austauscher oder dgl. zugeführt werden.

Claims (7)

1. Wärmezelle, bestehend aus einem durch Kollektorkörper in einen oberen und einen unteren Hohlraum unterteilten Behältnis mit einer transparenten Außenfläche, wobei um ihre Längsachse drehbar gelagerte Kollektorkörper mit je einer reflektierenden und absorbierenden Außenseite innerhalb des Behältnisses angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Hohlraum (7) als Hitzestauraum ausgebildet ist, in dem mindestens eine Absaugrohrleitung (16) für Warmluft angeordnet ist.

2. Wärmezelle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorkörper (6) um 360° drehbar sind.

3. Wärmezelle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorkörper (6) aus einem Kollektorrahmen (9) und einem darauf gespannten Kollektorteil (10) besteht.

4. Wärmezelle gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kollektorteil (10) eine schwarze Trägerfolie ist, auf der einseitig eine Schicht aus Aluminium aufgedampft ist.

5. Wärmezelle gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfolie perforiert ist.

6. Wärmezelle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorkörper (6) in einem aus dem Behältnis herausnehmbaren Halterahmen (15) befestigbar sind.

7. Wärmezelle gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältnis (3) aus wärmedämmendem Material besteht.