DE8012126U1 - Solarabsorber - Google Patents

Description

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Solarabsorber

Bekanntlich werden für die Nutzung der Sonnenenergie je nach der Beschaffenheit des Wärmeträgers (Wasser, Luft oder OeI) für die Aufheizung dieser Medien verschiedene Solarsysteme aus Glas, Metall oder Kunststoff benutzt. In allen Fällen muß im Sonnenkollektor eine möglichst große Absorberfläche gebildet werden, um das Wärmeträgermedium in einen innigen direkten Kontakt mit dem Absorbersystem zu bringen und eine schnelle Aufnahme und Ausnutzung der Sonnenwärme zu erhalten.

Die Verwendung verhältnismäßig starrer und schwerer Materialien wie Glas und Metall verlangt bestimmte konstruktive Voraussetzungen. So müssen z.B. feste, flache Montageelemente wie Rahmen oder Schilder die beliebige Aufstellung des fertigen Absorbers ermöglichen, oder es müssen wie bei sogenannten Sommerhäusern architektonische Maßnahmen für die Montage des Absorbers an Ort und Stelle (Dächer, Wände etc) getroffen werden. Hierbei muß besonders das nicht unbeträchtliche Gewicht derartiger Anlagen einkalkuliert werden.

Die Herstellung dieser starren Systeme ist ferner mit einem beträchtlichen Arbeitsaufwand verbunden. Die leitenden Elemente sind außerdem anfällig für die Bildung von Ablagerungen an den Innenwänden besonders bei "hartem" kalkhaltigem Wasser und beim häufigen Trock-enlegen des Kollektorsystems wegen Frostgefahr. Hinzu tritt noch die Anfälligkeit gegen Korrosion von innen und von außen, also insgesamt Erscheinungen, die besonders die Ausnutzung des Wärmeangebotes der Sonne durch zunehmende Isolationswirkung der Wände beeinträchtigen.

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Die Verwendung des Wärmeträgers "Luft" ist bisher durch die aufwendige Beschaffenheit der hierfür notwendigen Absorber bei dem Einsatz starren Baumaterials wegen der notwendigen großen Innengeometrie, dem Gewicht und der verhältnismäßig aufwendigen Montage vernachlässigt worden. Bewegte Luft bietet aber als Wärmeträger besondere Vorteile, weil sie sich sehr schnell erwärmt und leicht befördert werden kann. Geeignete großräumige Absorber mit leichten Montageeigenschaften würden die Verwendung dieses Wärmeträgers wesentlich fördern können, so daß große Räume wie Fabrikhall-en ohne Ankoppelung eines Verbundsystems an die solaria technische Einrichtung geheizt werden können.

ff Bei der Verwendung von Kunststoffen komnr-en viele dieser

I Nachteile in Fortfall.

I Probleme entstehen allerdings durch die geringe Druck-

I und Biege- (Knick-) -Belastbarkeit der Kunststoffkollek-

I toren. Bei äußeren Belastungen oder scharfen Druck- und

I Knickstellen können sehr leicht Durchflußunterbrechungen

I und Stauungen in den Röhren oder Matten entstehen, ein

ι]* Umstand, der sich z.B. nachteilig bei freiliegenden KoI-

I lektoren (z.B. Schwimmbäder) oder bei Dachverlegungen mit

■■! scharfen Niveauveränderungen auswirken kann. Dieses er-

I schwert auch die Verwendung von Flachkollektorsystemen

I als Naßdachabdeckungen. Eine solche Möglichkeit würde

I die Investitionskosten für Solarbeheizung bei Sonnenhäu-

% sern wesentlich herabsetzen und den Bau von Solarhäusern

begünstigen.

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i Aufgabe der Erfindung ist es, ein Durchflußelement für

I; Wärmeträger aus Kunststoff für Solarkollektoren zu schaf-

% fen, das gute Montageigenschaften, hohe Flexibilität, ge-

i| ringes Gewicht bei hoher Festigkeit sowie auch bei einem

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Ij großen inneren Durchflußraum eine ausreichende Druck- und

Biege- (Knick-)-Stabilitat aufweist.

Erfindungsgemäß wird dieses dadurch erreicht, daß ein mattenartiges, sprungelastisches, in der Horizontale sehr offenes und durchlässiges Gelege aus Metalldraht oder synthetischem Garn, insbesondere Monofilamenten mit einer in der Höhe maßdefinierten dritten Dimension beidseitig so mit einer flächigen gas- und luftdichten Abdeckung versehen ist, daß zwischen diesen Abdeckungen ein druck- und knickstabiler Durchflußraum vorhanden ist.

Die Verwendung eines Geleges in der vorgesehenen Art ermöglicht nicht nur die Bildung eines Durchflußraumes mit einem für den Einsatzbereich der Sonnenkollektoren praktisch beliebig großem Volumen, es erlaubt vor allem auch infolge der Flexibilität , des geringen Gewichtes und der leichten Montagemöglichkeit eine sehr universelle Anwendbarkeit. Hohlraummattensysteme fügen sich Unebenheiten oder Richtungsänderungen im Verlauf der tragenden Flächen, z.B. der Dachneigung, den Böden und Wänden an und können richtungsunabhängig vertikal oder horizontal montiert werden.

Sie erlauben vor allem auch die preisgünstige Herstellung von Kollektorsystemen mit weitgehend zu variierenden Eigenschaften. Beides ist nach anderen Herstellungsmethoden,wie z.B, nach Art doppellagiger ungeschnittener Polgewebe oder durch zwei mittels Bindekette verbundenen Gewebelagen nicht zu erreichen.

Die Ex'findungsgemäß vorgeschlagenen Gelege werden nach bekannten Verfahren hergestellt, die nicht Gegenstand dieser Erfindung sind. Sie können aus Metalldraht oder textlien Garnen bestehen. Erfindungsgemäß sind synthetische Monofilamente oder durch Tränken, Ummantelung oder ähnliche Verfahren versteifte Mulitfilamente oder Fasergarne zu bevorzugen, wobei die Versteifung und gegenseitige Verfestigung des Gefüges auch durch eine nachträgliche Be-

handlung durch Tränken,. !Tauchen oder Besprühen erzielt oder erhöht werden kann. Die beidseitige Abdeckung eines solchen Geleges geschieht mittels einer Kunststoffschicht, die entweder unmittelbar aus dem Extruder oder dem Kalander auf die flächige Gewebebahn aufgebracht wird oder als vorgefertigte Folie mittels bekannter Verfahren wie Kleben, Plastifizieren oder Flammkaschieren aufgebracht wird.

Je nach Art des Wärmeträgers und den Temperaturverhältnissen können beide Schichten lichtundurchlässig und wärmespeichernd (z.B. schwarz) oder eine Schicht lichtdurchlässig und die zweite Schicht wärmespeichernd oder wärmereflektierend ausgestaltet sein.

Ein besonderer Vorteil dieser Erfindung ist darin zu sehen, daß es anstelle von Lackierungen bei derartigen Abdeckungen möglich ist, entweder durch Einlagerung von sehr fartieständigen lichtechten Pigmenten in die Abdeckschicht eine praktisch totale Absorption der Sonnenwärme zu erzielen oder durch Metallisierungen oder Hochglanzverspiegelungen oder Strukturierung der Oberfläche eine wirk-ungsvolle Reflektion des einfallenden Sonnenlichtes zu erreichen. Diese Methoden ergeben ungewöhnlich kurze Ansprechzeiten und einen hohen Nutzeffekt der Kollektoren.

Die eirfindungsgemäße Ausführung bietet auch die Möglichkeit, die Flachkollektoren in Bereichen einzusetzen, in denen Druck- oder Knickeinwirkungen unvermeidlich sind. Hierbei ist besonders an die problemlose Verwendung als Dachhaut, Fassadenabdichtungen und an die Einlagerung in Wärmespender wie Erde, Mist oder Kompost oder als flächig aufgelegte Kollektoren in begehbarem Freigelände, (z.B. Schwimmbäder) zu denken.

Da die Absorbermatte aus thermoplastischem Kunststoff besteht, kann sie durch Schweißen oder ähnl. bekannte Verfahren beliebig parzelliert und gefügt werden (Abb. 2).

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Durch diese Parzellierung kann der Lauf des Wärmeträgers in der Horizontalen oder Vertikalen und wenn notwendig der Durchlauf verlängert werden.

Beschreibung der Abbildungen

Abbildung 1 stellt einen Querschnitt durch eine Hohlraummatte gemäß der Erfindung dar.

a = sprungelastisches in der Horizontalen sehr durchlässiges in der Dimension (d) maßdefiniertes Gelege aus Metalldraht oder Garn.

b uijd c - gas- und luftdichte Abdeckung d = druck- und biegestabiler Hohlraum

Abbildung 2 zeigt die perspektivische Darstellung der Hohlraummatte

a = Sprungelastisches in der Horizontale sehr durchlässiges in der Dimension (d) maßdefiniertes Gelege aus Metalldraht oder Garn

b und c « gas- und luftdichte Abdeckung d = druck- und biegestabiler Hohlraum

S = Schweißnähte (insbesondere Hochfrequenzverschweißungen zur partiellen Aufteilung der Hohlraummatte

P = eine röhrenförmige Parzellierung. Es sind aber auch andere Arten von einsatzbedinaen Aufteilungen durch Schweißungen, Nähen oder andere'; Verfahren möglich.

Claims (22)

Schutzansprüche:

1.) Solarabsorber, gekennzeichnet durch ein sprungelastisches, flächiges, sehr offenes Gelege (a) aus Metalldraht oder synthetischem Garn mit einer in der Höhe definierten dritten Dimension (d), das beidseitig eine gas- und luftundurchlässige Abdeckung (b) und (c) aufweist, so daß zwischen diesen beiden Abdeckungen ein Hohlraum (d) mit einer bestimmten Dimension vorhanden ist.

2.) Solarabsorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelege aus einem Metalldraht besteht.

3.) Solarabsorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelege aus einem monofilen, multifilen oder Fasergarn besteht.

4.) Solarabsorber nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn des Geleges durch Tauchen oder Besprühen ummantelt ist.

5.) Solarabsorber nach Anspruch 1- 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung eine direkte oder indirekte Beschichtung ist.

6.) Solarabsorber nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung eine Heißschmelz- oder Gießfolie ist.

7.) Solarabsorber nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung eine aufkaschierte Folie ist.

8.) Solarabsorber nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung aus einem beschichteten textlien Flächengebilde (Gewebe, Vlies, Geflecht) besteht.

9.) Solarabsorber nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Abdeckungen aus dem gleichen Werkstoff bestehen.

10.) Solarabsorber nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Abdeckungen aus verschiedenen Werkstoffen bestehen.

11.) Solarabsorber nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Abdeckungen die gleiche Dicke, Farbe und Transparenz haben.

12.) Solarabsorber nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckungen verschiedene Dicke, Farbe und Transparenz haben.

13„) Solarabsorber nach Anspruch 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Oberflächen der Abdeckungen strukturiert sind.

14.) Solarabsorber nach Anspruch 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Oberflächen der Abdeckungen hochglänzend sind.

15.) Solarabsorber nach Anspruch 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Oberflächen der Abdeckungen metallisiert sind.

16.) Solarabsorber nach Anspruch 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallisierung eine Metallfolie ist.

17.) Solarabsorber nach Anspruch 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallisierung eine Galvanisierung ist.

18.) Solarabsorber nach Anspruch 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallisierung eine Bedampfung ist.

19.) Solarabsorber nach Anspruch 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Abdeckungen durch die Beimischung von elektrisch leitenden Hgmenten oder metallischen Partikeln elektrisch leitend sind.

20.) Solarabsorber nach Anspruch 1-19, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlraummatte parzelliert ist.

21.) Solarabsorber nach Anspruch 1-20, dadurch gekennzeichnet, daß die Parzellierung geschweißt ist.

22.) Solarabsorber nach Anspruch 1-21, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Parzellierung der Lauf eines Wärmeträgers in der Horizontalen oder Vertikalen verlängert ist.