DE8810095U1 - Autonome solare Vorrichtung zur Warmwasserbereitung - Google Patents
Autonome solare Vorrichtung zur WarmwasserbereitungInfo
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Description
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Beschreibung Autonome solare Vorrichtung zur Warmuasserbereitung
Die Erfindung bezieht eich auf eine autonome, auf Flauhund
SchrKgdächern oder auf Gepäckträgern von Transportmitteln
aufstellbare Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mit Hilfe der Sonnenenergie, wobei diese Vorrichtung einen eigenen
Wärmespeicher (2) und eigene solare Stromversorgung (5) zur Steuerung und zum Batrieb der Umwälzpumpe (6) besitzt.
Autonome solare Vorrichtungen zur Uarmuasserbereitung sind schon lange bekannt und werden in vielen südlichen sonnenreichen
Ländern eingesetzt. Sie sind in der Regel nach dem Schuerkraft-Prinzip konzipiert und besitzen keine Pumpe zur
Umwälzung des erwärmten Wassers (DL-GPI 8706097). Das warme
Wasser steigt von selbst in den am Kopfteil des Kollektors querliegenden Wärmespeicher hoch, wobei das kältere Wasser
am Fußteil des Kollektors in das Verteilerrohr des schräg
aufgestellten Sonnenkollektors eintritt.
In den letzten Jahren sind transparent abgedeckte Flachkollektorsysteme
entstanden, die eigene flache Warmwasserspeicher besitzen und im gesamten Kollektor-Speicher-System ein
Tagesbedarf von Wärmeenergie speichern können (Siehe Fachinformationszentrum
Energie-Phys.-Mathe. GmbH Karlsruhe, Verlag TÜV Rheinland, Köln 1988). Die Absorbersysteme der
bekannten solaren Vorrichtungen zur Warmwasserbereitung bestehen aus rtetallrohren, die parallel verlaufen und am absorberblech
befestigt sind oder aus Kunststoffschläuchen mit Zuischenstegen oder aus Wandung an Wandung liegenden Multi*
kanalsystemen aus flexiblem oder starrem Kunststoff. Alle
diese Absorbersysteme haben am FuB- und am Köpfteil des Kollektors
je ein Sammelrohr, in die alle parallel verlaufenden Absorberschläuche eingeschweißt, eingeklebt oder mit Verschraubungen
eingequetscht werden, damit der Wärmeträger vom unterem Sammelrohr zum oberen durch den Absorber fließen
kann.
- 4 &bgr;
Ein Nachteil der bekannten solaren Warmwasserbereitungsvorrichtungen
mit Kunststoffabsorbern ist darin zu sehen, daß das wasserdichte Anschließen einer Vielzahl von parallel verlaufenden
Kunststoffschläuchen an die zwei relativ langen Sammelrohre durch verschweißen, einkleben oder verschrauben
ein kompliziertes und kostenaufwendiges Verfahren ist.
Die Multischlauchabsorber mit Zwischenstegen haben noch den
Nachteil, daß die Zwischenstege wegen ihrer schlachten Wärmeleitung
die aufgenommene Wärmeenergie kaum an die wasserdurchflossenen
Schläuche weiterleiten.
Was die nach dem Schwerkraft-Prinzip konzipierten solaren
Vorrichtungen angeht, so ist in den letzten Dahren nachgewiesen
worden, daß sie weniger effektiv arbeiten, als die Vorrichtungen mit Zwangsumwälzung des Wärmeträgers. Außerdem ist zu
bemerken, daß alle bekannten solare Warmwaseerbereitungsvorrichtungen
zum Aufstellen auf Dachgepäckträgern von Transportmitteln nur sehr bedingt geeignet sind.
Der Erfinding liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten
Nachteile der bekannten solaren Warmwasserbereitungsverrichtungen
zu beseitigen und eine hochwertige autonome, auf Dachgepäckträgern von Transportmitteln und auf Flachdächern aufstellbare
solare Vorrichtung zu schaffen, die durch geeigneten Einsatz von in Serie herstellbaren Kunststoffmaterial!=
en in ihrer Herstellung erheblich einfacher und kostengünstiger ist als die bekannten autonomen Vorrichtungen, die sicher
und effektiv in allen sonnenreichen Klimazonen arbeiten und bei Bedarf der Sonne nachgeführt werden kann.
Erreicht ist dieses Ziel dadurch, daß der Absorber (4) der Vorrichtung aus einigen alasto-gerillten, geschwärzten Hart-Kunststoffschläuchen
besteht, die leicht biegsam und gut wärmeleitend sind. Diese biegsamen Kunststoffschläuche sind
in mäanderartiger, flach-paralleler Form Wandung an Wandung
in einer Ebene so angeordnet, daß sie vom Fußteil des Kollektors beginnend zum Kopfteil hochverlaufen und fast die
ganze zur Sonne gerichtete Oberfläche des Sonnenkollektors bedecken. Diese so angeordneten geschwärzten Schläuche stellen
den gesamten Absorber dar.
&egr;&bgr; ist eine von Solarzellen (5) betriebene und gesteuerte
Umwälzpumpe (6) vorgesehen, mit deren Hilfe das Speichermedium durch die Abeorbereohläuche (4) auf mehreren parallelen
Strömmungsuegen umwälzbar ist.
In den Zeichnungan (Fig.1 und Fig.2) ist der ErfIndungsgegenstanä
in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. In diesem Beispiel besteht die autonome solare Uarmuasserbereitungsvorrichtung
aus einem Kastenförmigem Gehäuse mit den Massen: Länge 160 cm, Breite 84 cm, Dicke am Fußende und am Kopfende
entsprechend 8 und 25 cm. in diesem Gehäuse aus Wetterfestem
Zink-Blech werden alle Bauelemente aufgenommen.
Der Absorber (4) des Sonnenkollektors besteht aus fünf elasto-gerillten
Hart-Kunststoffschläuchen, die Wandung an Wandung
parallel verlaufend so angeordnet sind, daß sie in einer Ebene fast das ganze Kollektorfeld bedecken. Die gesamte
Länge dieser Schläuche beträgt 50 m, ihr Durchmesser
ist 20 mm. Sie bilden eine Absorberfläche von 1 m ; das Inhaltsvermögen
beträgt 12 Liter.
Diese fünf Kunststoffschläuche werden am Fußteil des Kollektors
in eine 12 cm lange Kunststoff-Flasche (7) eingeklebt und verlaufen dann mäanderförmig-parallel in einer Ebene
zum Kopfteil und werden hier uieder in eine Kunststoff-Flasche
(8) eingeklebt.
Das zu erwärmende Wasser durchfließt diese Absorberschläuche dank einer kleinen Kreisel-Umuälzpumpa (6), die pro
Minute ca. 1,5 1 Wasser umwälzt, und da die gesamte Vorrichtung ca. 40 1 Wasser aufnimmt, wird die ganze Wassermenge
einmal in ca. einer halben Stunde umgewälzt. Die Umwälzpumpe wird von 8-10 preisgünstigen Solarmodulen
(5) mit den RaQe je 9,6 cm &khgr; 6,6 cm gesteuert und betrieben.
Die Fläche von 10 solcher Solarmodulen beträgt 6,3 dm2 ; sie werden an dBr Oberfläche des Wärmespeicher angebracht,
da sich hier keine Absorberschläuche befinden. Diese solare Stromquelle liefert ca. 6 V bei der Stromstärke
von ca. 0,4 A und schafft eine Leistung von ca. 2-3 U.
Sobald einerseits genue? Sonnenenergie zur Uassererwärmun^
vorhanden ist, schalten andererseits die Solarzellen die Umwälzpumpe
ein und betreiben sie. Bei zu uenig Sonnenenergie
bleibt die Pumpe abgeschaltet.
An einem Sommertag mit 7-Q Sonnenecheinetunden erwärmt diese
solare Vorrichtung ca. 4S 1 Wasser von 10-1S0C auf 4S-SS0C
beim Benutzen des Wärmetauschers. Die Betriebetemperatur der Verrichtung im Wärmespeicher beträgt maximal 600C.
Der Sonnenkollektor ist von oben mit einer transparenten Kunststofffolie (13) aus weichem Ethylen-Tetra-Fluorethylen
abyadeckt. Dieser Kunststoff ist als transparente Abdeckung besonders gut geeignet, auch wegen »einer UV-Durchlässigkeit
und'höheren Temperaturbeständigkeit (bis 150 C).
Am Kopfteil des Sonnenkollektors befindet sich ein flach-angepasster
Wärmespeicher (2), der auch aus Ethylen-Tetra-Fluorethylen-Kunststoff
angefertigt ist. Zu seiner Verstärkung sind in ihn einige Folienrohre (1B) wasserdicht eingeklebt
und mit Kunststoff ausgeschäumt. Als Wärmespeicher können aber auch flache temperaturbeständige Wasserkanister benutzt
werden. In unserem Beispiel beträgt das Volumen des Wärmespeichers 28 1. Er enthält einen Wärmetauscher (3) aus
einem 4 m langem Kupferrohr mit dem Durchmerser von 10 mm, de» um einen gebgaenen Kupferblech-Zylinder umwickelt und
stellenweise angelötet ist. Seine Tauscherfläche beträgt ca. 0,2 m2. Solcher Wärmetauscher kann direkt an die Wasserleitung
angeschlossen werden.
Beim Betrieb der solaren Vorrichtung ohne Wärmetauscher kann sie nicht direkt an die Wasserleitung angeschlossen werden,
da die dünnwandigen Absorber-Kunststoffschläuche den höhen
Wasserdruck nicht aushalten können. In diesem Fall muß an dem Wasseranschluß (15) am Fußteil der Vorrichtung eine
Druckminderungseinrichtung varoe&^haltet werden. Aber auch
aus einem etwas höher stehenden (schwarz angestrichener^ Wasserbehälter kann das Wasser für den Betrieb der vorrichtung entnommen werden. Dann braucht man weder einen druckbeständigen
Wärmetauscher, noch eine Druckminderungseinrichtung.
Das Speichermedium (das Uasser) fließt vom unteren Teil des
Speichers (9, 11) beginnend durch die untere Sammelflasche
(7) in die mäandarförmig-parallel verlaufenden Absorberrohre
(4) ein und nach mehrfachen rechts-links Bewegungen gelengt
es zur oberen Sammelflasche (8) und dann durch die Umwälzpumpe
(6) in das obere Teil des Speichers.
Zur guten Uärmeisolierung (12) des Speichers und der Absorberschläuchen
wird der Bereich zwischen Gehäusekasten und Wärmespeicher und auch zwischen Gehäusekasten und Absorberschläuchen
mit hochfestem Kunststoff ausgeschäumt. Gleichzeitig werden damit auch alle Absorberschläuche miteinander verklebt und
durch dan Schaumstoff mit dem Gehäuse verbunden* Zusätzlich können die Absorberschläuche noch mit Längsstangen (17) am Gehäuse
befestigt werden. Zur weiteren Stabilitätserhöhung der solaren Vorrichtung kann auch das Gehäuse mit Stangen verstärkt
werden.
Im Winter bei Einfrierungsgefahr und beim Betrieb der Vorrichtung mit dem Wärmetauscher uird in das Speichermedium eine erforderliche
Menge von Frostschutzmittel beigemischt.
Die erfindungsgemäße, autonome Vorrichtung kann kostengünstiger als die herkömlichen Vorrichtungen hergestellt werden,
weil bei ihr zur Herstellung des Absorbers keine teure verschweißbare
Absorberplatten oder Rohre aus Kupfer» Aluminium usw.verwendet werden, sondern viel billigere und dennoch
< hochwertige Kunststoffschlauche, die in Serie für das Bauwesen
produziert werden. Das Einkleben von nur einigen Schlauchenden in die zwei kurzen Sammelflaschsn ist sehr viel einfacher, als das Einkleben (oder Einschweißen) einer viel grüße- ■[
ran Anzahl von parallel verlaufenden Sehlauchen (Rohren) in ;]
die langen Sammairohr·. Auch das Anordnen dar AbeorbarschlMu- &eegr;
ehe in die maandarförmig-parallale Art zu einem geschlossenen ■
Abaorberfeld bereitet keine große Schwierigkeiten, da dia j
elasto-gerillten Schlauche eich laicht sogar um 180° biegen |
lassen. Sehueißarbaitan gibt es bei dar Herstellung dieser
Vorrichtung fast keine.
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-B-
und da der Sonnenkollektor und Wärmespeicher in einem Gehäuse fest integriert sind, kann sie viel leichter als die herkömmlichen
solaren Vorrichtungen auf Dachgepäckträgern von Transportmitteln, Flachdächern von Wochenendhäusern, Garagen, Gauben,
Baikonen usu. aufgestellt uerden. Bei Bedarf kann diese
solare Vorrichtung manuell oder automatisch der Sonne nachgeführt uerden, ueil es keine starre Rohrverbindungen oder Strom anschlüsse gibt, die dabei ernst stöhren könnten.
solare Vorrichtung manuell oder automatisch der Sonne nachgeführt uerden, ueil es keine starre Rohrverbindungen oder Strom anschlüsse gibt, die dabei ernst stöhren könnten.
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Claims (5)
1. Autonome solare Vorrichtung zur Uarmwasserbereitung in
eitlem, von oben transparent abgedecktem, zum Aufstellen auf
Flachdächern oder auf Dachgepäckträgern von Transportmitteln geeignetem kastenförmigen Gehäuse (1) mit im Kopfteil des
Sonnenkollektors befindlichem flachangepaßtBm Wärmespeicher
(2) mit eingebautem Wärmetauscher (3) ode'r vorgeschalteter
Druckminderungseinrichtung für den Leitungswässeränschluß
d a d. u rc hg e k e &eegr; h ze ic h &eegr; et, daß der Absorber
(4) a>.js einigen elasto-gerillten, gut biegsamen und wärmeleitondeVi.
geschwärzten Hart-Kunststoffschläuchen besteht,
die mäanderförmig zueinander in einer Ebene Wandung an Wandung vom Fußteil des Kollektors verlaufend das gesamte Absorberfeld
(4) bilden, und daß eine von Solarzellen (5) betriebene
und gesteuerte Umwälzpumpe (6) vorgesehen ist, mit deren Hilfe das Speichermedium durch die Schläuche auf mehreren
parallelen Strömungewegen umwälzbar ist.
2. Autonome solare Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch
gekennzeichnet, daß die Fußenden (7) der elasto-gerillten
Absorberschlauchen und auch die Kopfenden (&THgr;) dieser Schläuche jeueile mit dinar geeigneten flachen, mit
dem Wärmespeicher (2) wasserleitend verbundenen (11, 9,
10) Sammelflaesche (7, &thgr;) verbunden sind und das Speichermedium
vom unteren Speicherteil (9, 11) beginnend durch die untere Sammelflasche (7) in die mäanderförmig-parallal verlaufenden
Absorberrohre U) fließt und fläeh mehrfachen
linke-rechte Bewegungen zur oberen Sammelflasche (&THgr;) gelangt
und in den oberen Teil des Speichere (10) zurückfließt.
• Il I · · (
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3. Autoname solare Vorrichtung nach Ansprüchen 1-2. dadurch gekennzeichnet, daß· zur Wärmeisolierung
(12) der Bereich zuischen dem Wärmespeicher (2) und äußerem Gehäuse und auch der Bereich zuischen den Absorberschläuchen
(4) und Kollektorgehäuse mit hochfestem Kunststoff ausgeschäumt ist, womit gleichzeitig auch die
Absorberschläuche in ihrer mäanderförmigen parallelen Lage
befestigt sind.
4. Autonome solare Vorrichtung nach Ansprüchen 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß zur Stabilitätserhöhung
dev? SularBn-Vorrichtung und zur Gewährleistung
ihrer Transportfähigkeit das äußere kastenförmige Gehäuse
(1) aus uetterfestern Blech; oder Kunststoff mit Stangen-Verstärkung
(17) ausgeführt ist.
5. Autonome solare Vorrichtung nach Ansprüchen 1-4
E| dadurch gekennzeichnet, daß zum
% Schutz der Kunststoffschläuche des Absorbers vom Druck bei
direktem Anschluß der solaren Vorrichtung an das Leitungs-
wasser in die obere Hälfte des Uärmespeichere (2) ein
druckbeständiger Wärmetauscher (3) eingearbeitet lsi oder an dem Wasseranschluß (15) am Fußteil der solaren
Vorrichtung eine Druckminderungsainrichtung vorgeschaltet
ist.
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Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8810095U DE8810095U1 (de) | 1988-08-08 | 1988-08-08 | Autonome solare Vorrichtung zur Warmwasserbereitung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8810095U DE8810095U1 (de) | 1988-08-08 | 1988-08-08 | Autonome solare Vorrichtung zur Warmwasserbereitung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE8810095U1 true DE8810095U1 (de) | 1988-11-03 |
Family
ID=6826740
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE8810095U Expired DE8810095U1 (de) | 1988-08-08 | 1988-08-08 | Autonome solare Vorrichtung zur Warmwasserbereitung |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE8810095U1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008050618B3 (de) * | 2008-10-09 | 2010-04-01 | Roland Kuffer | Vorrichtung zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung |
-
1988
- 1988-08-08 DE DE8810095U patent/DE8810095U1/de not_active Expired
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008050618B3 (de) * | 2008-10-09 | 2010-04-01 | Roland Kuffer | Vorrichtung zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung |
| WO2010040525A2 (de) | 2008-10-09 | 2010-04-15 | Roland Kuffer | Vorrichtung zum absorbieren von elektromagnetischer strahlung |
| WO2010040525A3 (de) * | 2008-10-09 | 2011-08-11 | Roland Kuffer | Vorrichtung zum absorbieren von elektromagnetischer strahlung |
| AU2009301361B2 (en) * | 2008-10-09 | 2014-07-10 | Roland Kuffer | Device for absorbing electromagnetic radiation |
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