DE19926051A1 - Solar collector comprises at least one outer casing component permeable to sunlight and at least one sunlight absorbing component within outer casing component - Google Patents
Solar collector comprises at least one outer casing component permeable to sunlight and at least one sunlight absorbing component within outer casing componentInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor, bestehend aus wenigstens einem für das Sonnenlicht durchlässigen äußeren Hüllelement und wenigstens einem innerhalb des Hüllelements angeordneten, das Sonnenlicht absorbierenden Absorberelement, sowie am Sonnenkollektor angeordneten Anschluß- und Dichteinrichtungen.The invention relates to a solar collector consisting of at least one for the outer shell, which is permeable to sunlight, and at least one arranged within the envelope element, absorbing the sunlight Absorber element, as well as connection and arranged on the solar collector Sealing devices.
Unter den verschiedenen Typen von Sonnenkollektoren, der Umwandlung von Sonneneinstrahlung in Wärme dienend, stellen neben den Flachkollektoren die Röhrenkollektoren eine bedeutende Gruppe dar.Among the different types of solar panels, the conversion of Serving solar radiation in warmth, place next to the flat collectors Tube collectors are an important group.
Marktgängige Röhrenkollektoren enthalten in einem Hüllrohr ein beschichtetes Absorberblech, das sich durch die Sonnenstrahlung erwärmt und Kupferrohre mit einer Wärmeträgerflüssigkeit erhitzt. Die Absorberplatte ist üblicherweise aus Kupfer oder Aluminium. Sie ist mit einer selektiven Absorptionsbeschich tung versehen, d. h. einer Beschichtung, die möglichst viel Sonnenlicht absor biert und möglichst wenig davon als Wärmestrahlung wieder abgibt. Gegebe nenfalls besteht eine solche Beschichtung auch aus mehreren Schichten. Übli che Kennwerte sind Absorptionsgrade von 90% bis 98% und Emissionsgrade von 5% bis 20%. Die Schwarzchrom-Schicht, die aus Einlagerungen von me tallischen Chrompartikeln in Chromoxid besteht und eine mikrorauhe Oberflä che aufweist, ist das am weitesten verbreitete Beschichtungsmaterial für Ab sorber. Sehr effektiv ist Titanoxidnitrid, das aufgedampft wird, mit einem Emis sionsgrad von nur ca. 5-6%. Solche Absorberplatten können um einen klei nen Winkelbereich drehbar sein und so besser nach der Sonneneinstrahlung ausgerichtet werden. Als Weiterentwicklung kann die Absorberplatte auch leicht gebogen sein.Standard tube collectors contain a coated tube Absorber sheet that heats up due to the sun's rays and copper pipes heated with a heat transfer fluid. The absorber plate is common made of copper or aluminum. It has a selective absorption coating device, d. H. a coating that absorbs as much sunlight as possible and releases as little of it as heat radiation. Give Otherwise such a coating also consists of several layers. Usual Characteristic values are degrees of absorption from 90% to 98% and degrees of emissivity from 5% to 20%. The black chrome layer, which consists of me metallic chrome particles in chrome oxide and a micro-rough surface surface is the most widely used coating material for Ab sorber. Titanium oxide nitride, which is vapor-deposited with an emis, is very effective degree of efficiency of only approx. 5-6%. Such absorber plates can be small NEN angular range can be rotated and so better after sun exposure be aligned. As a further development, the absorber plate can also be slightly curved.
Eine Variante eines Vakuumröhrenkollektors stellt der sogenannte Sydney- Kollektor dar. Bei ihm besteht die Röhre aus einem Doppelrohr aus zwei mit einander verschmolzenen Glasrohren, zwischen denen Vakuum herrscht. Das innere Glasrohr ist rundum selektiv beschichtet. In seinem Inneren, d. h. nicht im Vakuum, befinden sich Kupferrohre, die die Wärme abführen und die über Wärmeleitbleche mit dem Rohr verbunden sind.A variant of a vacuum tube collector is the so-called Sydney Collector. The tube consists of a double tube made of two with fused glass tubes, between which there is a vacuum. The inner glass tube is selectively coated all around. Inside, d. H. Not in a vacuum, there are copper pipes that dissipate the heat and that over Thermal baffles are connected to the pipe.
Hinter dem Doppelrohr befindet sich ein rinnenförmiger Reflektor mit dem Profil einer Kreisevolvente, der dafür sorgt, daß das zwischen den Absorberrohren einfallende Licht auf die Absorber umgelenkt wird und sie rundum beschienen werden. Dadurch wird die Fläche, über die Wärme abgestrahlt werden kann, gegenüber einer Absorberplatte etwa halbiert, was zu einer Verringerung der Wärmeverluste und damit zu einer Steigerung des Wirkungsgrads führt.Behind the double tube is a trough-shaped reflector with the profile a circular involute who ensures that this is between the absorber tubes incident light is deflected onto the absorber and illuminated all around become. This means that the surface over which heat can be radiated halved compared to an absorber plate, which leads to a reduction in the Heat loss and thus an increase in efficiency.
Röhrenkollektoren sind in verschiedenen Ausführungsformen und Bauarten beispielsweise aus den Schriften US 45 79 107, DE 26 54 143 A1, DD 218 160 A1, DE 27 19 255 A1, US 32 27 153 und US 44 40 154 bekannt.Tube collectors come in different designs and types for example from the documents US 45 79 107, DE 26 54 143 A1, DD 218 160 A1, DE 27 19 255 A1, US 32 27 153 and US 44 40 154 are known.
Im Gebrauchsmuster DE 298 08 532.1 wird ein Röhrenkollektor beschrieben, bestehend aus wenigstens einem für das Sonnenlicht durchlässigen äußeren Rohr (Hüllrohr) und einem parallel zu und innerhalb jedes Hüllrohres angeord neten inneren Rohr, das mit einem im Wellenlängenbereich von 0,3 µm bis 1,8 µm absorbierenden Absorber versehen ist, sowie an den Enden des Röhren kollektors angeordneten üblichen Anschluß- und Dichteinrichtungen, wobei wenigstens das innere Rohr aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähig keit besteht und daß die Anschluß- und Dichteinrichtungen wenigstens teilwei se, davon wenigstens die Sammeleinrichtung zumindest teilweise, aus Kunst stoff oder Kunststoffverbundwerkstoffen bestehen.A tube collector is described in utility model DE 298 08 532.1, consisting of at least one outer permeable to sunlight Tube (cladding tube) and one arranged parallel to and within each cladding tube neten inner tube with a wavelength range from 0.3 µm to 1.8 µm absorbent absorber is provided, as well as at the ends of the tubes collector arranged usual connection and sealing devices, wherein at least the inner tube made of a material with low thermal conductivity speed exists and that the connection and sealing devices at least partially se, at least partly of it, the collection facility, made of art material or plastic composite materials exist.
Es sind auch Flachkollektoren, d. h. Kollektoren mit einer Flachglasabdeckung und ohne Hüllrohr, bekannt, die unter den Wärmeträgerrohren, an denen sich Kupfer-Absorberstreifen befinden, rinnenförmige Aluminium-Reflektoren auf weisen. Die Absorberstreifen stehen senkrecht zum Scheitelpunkt der Reflek torwölbung. Die genannten Bauteile befinden sich in einer Aluminium-Wanne. Der Kollektor ist nicht hermetisch gegenüber der Umgebung abgeschlossen.They are also flat-plate collectors, i.e. H. Collectors with a flat glass cover and without cladding tube, known among the heat transfer tubes to which Copper absorber strips are located on channel-shaped aluminum reflectors point. The absorber strips are perpendicular to the apex of the reflect gate arch. The components mentioned are located in an aluminum tub. The collector is not hermetically sealed from the environment.
Des weiteren beschreibt die DE 196 44 284 A1 ein einstückig hergestelltes Solardachelement, das eine Fläche < 20 qm oder eine Länge von 4 m aufweist.Furthermore, DE 196 44 284 A1 describes a one-piece Solar roof element that has an area of <20 square meters or a length of 4 meters.
Bei Vakuum-Kollektoren bietet sich der Röhrenkollektor besonders an, da ein als Rohr geformtes Glas eine bessere Druckfestigkeit und Vakuumdichtheit aufweist als eine gegen ein Gehäuse abgestützte und abgedichtete Glasplatte eines Flächenkollektors. The tube collector is particularly suitable for vacuum collectors, since one Glass shaped as a tube has better pressure resistance and vacuum tightness has as a glass plate supported and sealed against a housing of a surface collector.
Auf einen runden Absorber wird außerdem bei schrägem Sonneneinfall ein hö herer Wirkungsgrad erreicht als bei einem flachen Absorber.On a round absorber is also a ho in inclined sunlight efficiency achieved than with a flat absorber.
Gegenüber einem Röhrenkollektor läßt sich ein Flachkollektor dagegen einfach dachintegriert montieren, was in der Regel zu einer ansprechenderen opti schen Gesamterscheinung führt. Der Flächenbedarf ist beim Flachkollektor jedoch aufgrund des im Vergleich zum Vakuum-Röhrenkollektor niedrigeren Wirkungsgrades größer.In contrast to a tube collector, a flat collector is easy to do mount roof-integrated, which usually leads to a more appealing opti overall appearance. The space requirement is for the flat collector however due to the lower compared to the vacuum tube collector Efficiency greater.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Sonnenkollektor zu finden, der die Nach teile des Standes der Technik überwindet und die Vorteile bekannter Sonnen kollektoren vereint und der, insbesondere dessen äußere Hülle, einfach, ko stengünstig und mit geringem Montageaufwand herzustellen ist. Der Sonnen kollektor soll dabei insbesondere eine flexibel einstellbare, auf die jeweiligen äußeren Einsatzbedingungen angepaßte und optimierte Geometrie aufweisen, er soll hochvakuumfest und mechanisch stabil aufgebaut sein und er soll eine vereinfachte, dachintegrierte Montage erlauben.It is an object of the invention to find a solar panel that the after Parts of the prior art overcomes and the advantages of known suns collectors united and the, especially its outer shell, simple, knockout is inexpensive and can be produced with little assembly effort. The sun In particular, the collector should be flexibly adjustable to the respective have adapted and optimized geometry for external operating conditions, it should have a high vacuum and be mechanically stable and it should be one Allow simplified, roof-integrated installation.
Diese Aufgabe wird gemäß Hauptanspruch durch einen Sonnenkollektor, be stehend aus wenigstens einem für das Sonnenlicht durchlässigen äußeren Hüllelement und wenigstens einem innerhalb des Hüllelements angeordneten, das Sonnenlicht absorbierenden Absorberelement sowie am Sonnenkollektor angeordneten Anschluß- und Dichteinrichtungen, dadurch gelöst, daß das äu ßere Hüllelement aus wenigstens einem oberen und einem unteren Preßgla selement besteht.This task is according to the main claim by a solar panel, be consisting of at least one outer one that is permeable to sunlight Envelope element and at least one arranged within the envelope element, the sunlight-absorbing absorber element and on the solar collector arranged connection and sealing devices, solved in that the external Outer envelope element from at least an upper and a lower press glass element exists.
Preßglaselemente, wie sie beispielsweise zur Herstellung von Fernsehbildröh ren (Braun'sche Röhren), bestehend aus einem gepreßten Bildschirm- und ei nem gepreßten Trichterelement, bekannt sind, lassen sich einfach und kosten günstig herstellen.Pressed glass elements, such as those used for the production of television picture tubes ren (Braun tubes), consisting of a pressed screen and egg Nem pressed funnel element are known, can be easily and cost produce cheap.
Dadurch, daß das Hüllelement des erfindungsgemäßen Sonnenkollektors aus Preßglaselementen besteht, ergeben sich eine Reihe von Vorteilen gegenüber bekannten Kollektoren.Characterized in that the enveloping element of the solar collector according to the invention Press glass elements, there are a number of advantages over known collectors.
Die Geometrie der Preßglaselemente läßt sich aufgrund des Herstellungspro zesses flexibel einstellen und auf die jeweiligen Einsatzbedingungen des Son nekollektors anpassen und optimieren, wobei beispielsweise sowohl die gefor derte mechanische Stabilität als auch die optischen Eigenschaften des Son nenkollektors direkt bei der Herstellung des Preßglaselementes berücksichtigt werden können. Preßglaselemente lassen sich mit sehr hoher Endgenauigkeit und hoher optischer Qualität herstellen.The geometry of the pressed glass elements can be due to the manufacturing pro adjust the process flexibly and to the respective operating conditions of the son Adapt and optimize the collector, for example, both the gefor mechanical stability and the optical properties of the son nenkollector considered directly in the manufacture of the pressed glass element can be. Pressed glass elements can be finished with very high precision and produce high optical quality.
Analog zur Fernsehbildröhrenherstellung lassen sich die Preßglaselemente gas- und vakuumdicht miteinander verbinden, wobei die verbundenen Ele mente eine hohe mechanische Stabilität und insbesondere eine hohe Vaku umfestigkeit und -dichte aufweisen.The pressed glass elements can be produced analogously to the production of television picture tubes connect gas and vacuum tight with each other, the connected ele high mechanical stability and in particular a high vacuum have firmness and density.
So sind auch bei dem erfindungsgemäßen Sonnenkollektor die Preßglasele mente vorzugsweise gas- und/oder vakuumdicht miteinander verbunden, wobei die Verbindung bevorzugt mittels eines Glaslotes erfolgt. Glaslote zur Verbin dung von Preßglasteilen sind beispielsweise aus der Fernsehbildröhrenpro duktion bekannt. Vorzugsweise werden die Lötkanten der Preßglaselemente vor dem Lötprozeß plangeschliffen.So are the press glasses in the solar collector according to the invention elements preferably gas and / or vacuum-tightly connected to each other, wherein the connection is preferably made by means of a glass solder. Glass solders for connection Formation of pressed glass parts are for example from the television picture tubes production known. Preferably, the soldering edges of the pressed glass elements ground before the soldering process.
Die Verbindung der Preßglasteile läßt sich aber auch mittels Kleben (organi sche und anorganische Kleber), Verschmelzen, z. B. mittels Diffusionsver schmelzen oder -schweißen, mittels Flamme oder mittels Laser, realisieren. Darüber hinaus können auch Grünfolien aus kristallinen und/oder amorphen Pulvern eingesetzt werden.The connection of the pressed glass parts can also be done by gluing (organi cal and inorganic glue), fusing, e.g. B. by means of diffusion ver melting or welding, using a flame or using a laser. In addition, green films made of crystalline and / or amorphous can also be used Powders are used.
In einer besonders einfachen Ausführungsform des Sonnenkollektors wird durch das äußere Hüllelement ein Gas, vorzugsweise Luft, geführt, das sich erwärmt und gezielt zum Heizen von Räumen bzw. zur Energieabführung an einen Wärmeaustauscher verwendet wird.In a particularly simple embodiment of the solar collector through the outer envelope element, a gas, preferably air, which is warmed up and specifically for heating rooms or for energy dissipation a heat exchanger is used.
Vorzugsweise besteht das Absorberelement jedoch aus wenigstens einem Ab sorberrohr. Bevorzugte Ausführungsformen eines Absorberrohrs sind bei spielsweise im Gebrauchsmuster DE 29 80 8532.1 beschrieben.However, the absorber element preferably consists of at least one Ab sorber tube. Preferred embodiments of an absorber tube are in described for example in the utility model DE 29 80 8532.1.
Das äußere Hüllelement kann mit einem Gas unter Normaldruck oder Nieder druck, z. B. zwischen 1 und 500 mbar, gefüllt sein. Zur Verbesserung der Wär medämmung ist eine Edelgas-Füllung statt einer Füllung mit Luft bevorzugt, beispielsweise Krypton oder Xenon. Bevorzugt ist die Menge des Gases in Be zug auf das Hüllvolumen so gewählt, daß im Hüllelement ein Unterdruck herrscht, vorzugsweise ein Druck zwischen 100 mbar und 500 mbar. Dadurch wird die Konvektion des Gases im Hüllelement unterdrückt und damit die wär medämmende Wirkung erhöht.The outer envelope element can be used with a gas under normal pressure or low pressure, e.g. B. between 1 and 500 mbar. To improve the heat insulation, an inert gas filling is preferred instead of a filling with air, for example krypton or xenon. The amount of gas in Be is preferred train on the envelope volume selected so that a negative pressure in the envelope element there is, preferably a pressure between 100 mbar and 500 mbar. Thereby the convection of the gas in the envelope element is suppressed and thus the would inhibitory effect increased.
Besonders bevorzugt wird das Hüllelement auf weniger als 10-3 mbar evakuiert, wobei hierbei der höchste Wirkungsgrad des Sonnenkollektors erreicht wird.The enveloping element is particularly preferably evacuated to less than 10 -3 mbar, the highest efficiency of the solar collector being achieved here.
Das obere und das untere Preßglaselement können aus Glas unterschiedlicher Zusammensetzung hergestellt sein. Dabei werden an das obere Preßglasele ment weitaus höhere Anforderungen als an das untere Preßglaselement ge stellt. Vorzugsweise ist das obere Preßglaselement bezüglich seiner optischen Eigenschaften, z. B. hohe Transmission und geringe Reflexion des Sonnen lichtes, und seiner Maßgenauigkeit hochwertiger als das untere Preßglasele ment. Dadurch, daß die Anforderungen nur an das obere Element höher als die an das untere sind, lassen sich die Herstellungskosten weiter reduzieren.The upper and the lower pressed glass element can be made of different glass Composition be made. This will be on the upper press glass ment far higher requirements than the lower pressed glass element poses. Preferably, the upper press glass element is optical Properties, e.g. B. high transmission and low reflection of the sun light, and its dimensional accuracy higher than the lower press glass ment. Because the requirements only on the upper element higher than that are lower, the manufacturing costs can be further reduced.
Vorzugsweise weist das untere Preßglaselement einen, bevorzugt parallel zur Achse verlaufenden, Reflektor auf. Dieser Reflektor kann beispielsweise ein Einschub aus Kunststoff oder Metall, letzteres z. B. gewalzt (Blech), sein, der hochreflektierend beschichtet ist und der z. B. in Form einer Rinne oder vor zugsweise in Form einer Evolvente ausgebildet und in das Preßglaselement eingesetzt ist und beispielsweise mittels Halterungen aus Metall oder Kunst stoff befestigt ist.The lower pressed glass element preferably has one, preferably parallel to Axis, reflector on. This reflector can be, for example Insert made of plastic or metal, the latter z. B. rolled (sheet), the is highly reflective coated and the z. B. in the form of a gutter or in front preferably in the form of an involute and in the press glass element is used and for example by means of holders made of metal or art fabric is attached.
Vorzugsweise besteht der Reflektor aus einer reflektierenden Schicht, die auf der Außenseite oder, besonders bevorzugt, auf der Innenseite des unteren Preßglaselements aufgebracht ist. Die Schicht besteht beispielsweise aus Aluminium oder, wie bevorzugt, aus Silber. Sie wird beispielsweise durch Auf dampfen oder Sputtern oder vorzugsweise chemisch aufgebracht.The reflector preferably consists of a reflective layer which is based on the outside or, particularly preferably, on the inside of the lower one Press glass element is applied. The layer consists of, for example Aluminum or, as preferred, silver. It is, for example, up vapor or sputtering or preferably applied chemically.
Dis Geometrie der Innenseite des unteren Preßglaselements kann dabei so ausgebildet sein, daß sie auf die äußeren Einsatzbedingungen sowie auf die jeweils verwendete Art und Anordnung der Absorberelemente abgestimmt und optimiert ist.The geometry of the inside of the lower pressed glass element can be so be trained that they on the external conditions of use as well as on the the type and arrangement of the absorber elements used are coordinated and is optimized.
Die reflektierende Beschichtung umfaßt vorzugsweise die gesamte Innenseite des unteren Preßglaselements, also der Seite, in die im allgemeinen das Ab sorberelement angeordnet ist. The reflective coating preferably covers the entire inside of the lower pressed glass element, i.e. the side in which the Ab sorber element is arranged.
Wenn der Reflektor als reflektierende Schicht auf der Außenseite des Preßgla selements ausgebildet ist, ist diese Schicht vorzugsweise, insbesondere, wenn sie aus Silber besteht, mit einer Schutzschicht versehen. Eine solche Schutz schicht besteht beispielsweise aus Kupfer und kann durch Aufdampfen, Sput tern, vorzugsweise chemisch aufgebracht werden. Sie schützt die reflektieren de Schicht vor Oxidation.If the reflector as a reflective layer on the outside of the press glass element is formed, this layer is preferred, in particular if it is made of silver with a protective layer. Such protection Layer consists for example of copper and can by evaporation, sput ters, preferably be applied chemically. It protects the reflect de layer before oxidation.
Die Anordnung des Reflektors auf dem Preßglaselement führt zu einem höhe ren optischen Wirkungsgrad, als durch einen externen Reflektor, wie auch der Sydney-Röhrenkollektor einen besitzt, erreicht werden kann.The arrangement of the reflector on the pressed glass element leads to a height ren optical efficiency, as by an external reflector, as well as the Sydney tube collector has one that can be achieved.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest das obere Preßglasele ment, vorzugsweise auf seiner Außenseite, mit einer breitbandigen Entspiege lungsschicht versehen, wodurch der Anteil der durchtretenden Strahlung erhöht wird, und zwar von ca. 92% ohne Entspiegelung auf ca. 96-97% mit Entspie gelung. Eine solche Schicht besteht beispielsweise aus einer porösen SiO2- Schicht, die mit einem Sol-Gel-Verfahren aufgebracht wird.In a preferred embodiment, at least the upper press glass element, preferably on its outside, is provided with a broadband anti-reflective treatment layer, as a result of which the proportion of radiation passing through is increased, namely from approximately 92% without anti-reflection to approximately 96-97% with relaxation success. Such a layer consists, for example, of a porous SiO 2 layer which is applied using a sol-gel process.
Das Hüllelement kann auf seiner Innenseite mit einer lichtdurchlässigen IR-reflektierenden Schicht versehen sein. Dadurch wird die Rückstrahlung von nicht absorbierter Wärmestrahlung vermindert. Eine solche Schicht führt jedoch auch zu Verlusten in der Durchlässigkeit, was je nach Schicht in der Summe eine Verschlechterung des optischen Wirkungsgrades bedeuten kann.The envelope element can have a translucent IR-reflecting on its inside Layer. As a result, the reflection of thermal radiation not absorbed is reduced. However, such a layer leads also to losses in permeability, which depending on the layer in total deterioration in optical efficiency can mean.
In einer weiteren Ausführungsform des Sonnenkollektors ist das obere Preß glaselement so ausgebildet, daß es das einfallende Sonnenlicht fokusiert. Das Sonnenlicht kann dabei direkt auf ein Absorberelement oder auf einen Reflek tor fokusiert werden. Die direkt bei der Herstellung flexibel einstellbare Geo metrie des Preßglaselements erlaubt es, das Preßglaselement so auszuführen, daß es wie eine oder mehrere Linsen, insbesondere wie Sammellinsen, wirkt.In a further embodiment of the solar collector, the upper press Glass element designed so that it focuses the incident sunlight. The Sunlight can be directly on an absorber element or on a reflect be focused. The Geo, which can be flexibly adjusted directly during production Metry of the pressed glass element allows the pressed glass element to be designed that it acts like one or more lenses, in particular like converging lenses.
Dadurch wird eine schnellere bzw. stärkere Erwärmung eines Wärmetrager fluids bewirkt und in Folge der Wirkungsgrad des Kollektors erhöht.This will result in a faster or stronger heating of a heat transfer medium causes fluids and increases the efficiency of the collector.
Das obere Preßglaselement kann aber auch derart ausgeführt sein, daß es das einfallende Sonnenlicht lenkt, bündelt, zerstreut oder strukturiert.The upper press glass element can also be designed such that it incoming sunlight directs, bundles, disperses or structures.
Bevorzugt sind mehrere Sonnenkollektoren aneinanderreihbar und zu einer Einheit verbindbar, wobei sich die Sonnenkollektoren an den Verbindungsstel len ggf. überlappen. Zur Verbindung der einzelnen Sonnenkollektoren unter einander sind am äußeren Hüllelement korrespondierende Verbindungsstellen angeformt. Vorzugsweise sind die Verbindungsstellen in Form einer Falz- und Nut-Verbindung ausgeführt sind.A plurality of solar collectors can preferably be arranged in a row and into one Unit connectable, with the solar panels on the connection point len overlap if necessary. To connect the individual solar panels below corresponding connection points are on the outer envelope element molded. The connection points are preferably in the form of a fold and Groove connection are executed.
Bei einem an die jeweilige Oberflächenform von Dachziegeln angepaßten Son nenkollektor, weist wenigstens das obere Preßglaselement die Form eines Dachziegels oder mehrerer, miteinander verbundener Dachziegeln auf.With a Son adapted to the respective surface shape of roof tiles nenkollektor, at least the upper press glass element has the shape of a Roof tiles or several, interconnected roof tiles.
Zur einfachen dachintegrierten Montage sind ein oder mehrere Sonnenkollek toren mit Dachziegeln aneinanderreihbar und zu einer Einheit verbindbar, wo bei Sonnenkollektor und Dachziegel korrespondierende Verbindungsstellen aufweisen und an den Verbindungsstellen überlappen.One or more solar panels are available for simple roof-integrated installation gates can be strung together with roof tiles and connected to form a unit, where Corresponding connection points for the solar collector and roof tiles have and overlap at the connection points.
Neben der in der Regel ansprechenderen optischen Gesamterscheinung eines dachintegriert montierten und an die äußere Form der Dachziegeln angepaß ten Sonnenkollektors ergibt sich zusätzlich eine Kostenreduzierung. So über nimmt der Sonnenkollektor die Funktion der Dachziegeln, aufwendige Halterun gen und Dachdurchführungen sind nicht notwendig.In addition to the generally more appealing overall visual appearance of a installed in the roof and adapted to the external shape of the roof tiles ten solar collector results in an additional cost reduction. So over the solar collector takes over the function of the roof tiles, complex mounting and roof penetrations are not necessary.
Die Anschlußeinrichtungen des Sonnenkollektors sind vorzugsweise an der Unterseite des unteren Preßglaselements angeordnet. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn der erfindungsgemäße Sonnenkollektor dachintegriert mon tiert wird. Aufwendige Dachdurchführungen der Anschlußleitungen sind dabei überflüssig.The connection devices of the solar collector are preferably on the Bottom of the lower pressed glass element arranged. This is especially then of advantage if the solar collector according to the invention is integrated in the roof is tiert. Elaborate roof penetrations of the connecting lines are included superfluous.
Der Sonnenkollektor wird vorzugsweise am unterem Preßteil integrierten Na sen in die Dachlatten der Dachkonstruktion eingehängt. Die Stabilität entsteht durch den Verbund der Sonnenkollektoren bzw. von Sonnenkollektor und Dachziegel untereinander. Für Fassadenverkleidungen sind auch mit Glaslot befestigte Haken denkbar.The solar collector is preferably integrated on the lower press part Na hooked into the battens of the roof structure. The stability arises through the combination of the solar collectors or solar collector and Roof tiles one below the other. For facade cladding are also with glass solder attached hooks conceivable.
Alternativ ist die Vormontage der Elemente in einem Einbaurahmen (vorzugs weise aus Stahl oder Aluminium) denkbar. Der Einbaurahmen wird bevorzugt mit der Dachkonstruktion verschraubt.Alternatively, the elements can be pre-assembled in a mounting frame (preferred steel or aluminum) is conceivable. The mounting frame is preferred screwed to the roof structure.
Die Einbauhöhe des Sonnenkollektros entspricht vorzugsweise einem handels üblichen Flachkollektor und besonders bevorzugt einem herkömmlichen Dach ziegel (z. B. Frankfurter Pfanne). Zur Integration der Kollektorfläche in die Dachfläche werden gegebenenfalls Anpasselemente eingesetzt.The installation height of the solar panel preferably corresponds to a trade usual flat collector and particularly preferably a conventional roof brick (e.g. Frankfurt pan). To integrate the collector surface into the Roof elements are used if necessary.
Im folgenden wird der erfindungsgemäße Sonnenkollektor anhand der Zeich nung erläutert.In the following, the solar collector according to the invention is based on the drawing explained.
Fig. 1 zeigt beispielhaft einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemä ßen Sonnenkollektor. Fig. 1 shows an example of a longitudinal section through an inventive solar collector.
Fig. 2 zeigt entsprechend einen Querschnitt. Fig. 2 shows a corresponding cross-section.
Der Sonnenkollektor (1) besteht aus einem für das Sonnenlicht durchlässigen äußeren Hüllelement (2) und einem innerhalb des Hüllelements angeordneten, das Sonnenlicht absorbierenden Absorberelement (3), sowie am Sonnenkol lektor (1) angeordneten Anschluß- und Dichteinrichtungen (4).The solar collector ( 1 ) consists of a sun-permeable outer envelope element ( 2 ) and one arranged within the envelope element, the sunlight-absorbing absorber element ( 3 ), and on the solar collector ( 1 ) arranged connection and sealing devices ( 4 ).
Das äußere Hüllelement (2) besteht dabei aus einem oberen Preßglaselement (2a) und einem unteren Preßglaselement (2b). Die Preßglaselemente (2a, 2b) sind in Form einer nach außen gewölbten Doppelrinne ausgeführt, wobei das Hüllelement nach dem Zusammenfügen der Preßglaselemente die Form eines etwas abgeflachten Doppelröhrenkollektors aufweist. Dies ermöglicht auch bei schrägem Sonnenlichteinfall einen erhöhten Wirkungsgrad gegenüber einem flachen Kollektor.The outer envelope element ( 2 ) consists of an upper press glass element ( 2 a) and a lower press glass element ( 2 b). The pressed glass elements ( 2 a, 2 b) are designed in the form of an outwardly curved double channel, the envelope element having the shape of a somewhat flattened double tube collector after the pressing glass elements have been joined together. This enables increased efficiency compared to a flat collector, even in the case of oblique sunlight.
An den zuvor plangeschliffenen Lötkanten (5) sind die Preßglaselemente (2a, 2b) mittels eines Glaslotes (6) vakuumdicht miteinander verbunden. Die Preß glaselemente (2a, 2b) sind dabei so ausgelegt und miteinander verbunden, daß das resultierende Hüllelement (2) mechanisch äußerst stabil und hochva kuumfest ist. Der Innenraum (7) des Hüllelements (2) ist auf weniger als 10-3 mbar evakuiert. Hierdurch wird ebenfalls eine Erhöhung des Wirkungsgrades erzielt.The pressed glass elements ( 2 a, 2 b) are connected to one another in a vacuum-tight manner by means of a glass solder ( 6 ) on the previously flat-ground soldering edges ( 5 ). The press glass elements ( 2 a, 2 b) are designed and connected to each other so that the resulting enveloping element ( 2 ) is mechanically extremely stable and hochva vacuum-proof. The interior ( 7 ) of the envelope element ( 2 ) is evacuated to less than 10 -3 mbar. This also increases the efficiency.
Am äußeren Hüllelement (2) sind korrespondierende Verbindungsstellen (8, 9) angeformt. Dabei weist das obere Preßglaselement (2a) einen Falz (8) und das untere Preßglaselement (2b) eine Nut (9) auf. Die angeformten Verbindungs stellen ermöglichen analog zur Verbindung von Dachziegeln, daß mehrere Sonnenkollektoren (1) einfach aneinanderreihbar und zu einer Einheit verbind bar sind, wobei sich die Verbindungsstellen gegenseitig überlappen. Dies er laubt die einfache dachintegrierte Montage eines oder mehrerer Sonnenkol lektoren. Corresponding connection points ( 8 , 9 ) are formed on the outer envelope element ( 2 ). The upper pressed glass element ( 2 a) has a fold ( 8 ) and the lower pressed glass element ( 2 b) has a groove ( 9 ). The molded connection points make analogous to the connection of roof tiles that several solar panels ( 1 ) can be easily strung together and connected to a unit bar, the connection points overlapping each other. This allows the simple roof-integrated installation of one or more solar collectors.
Das Absorberelement (3) besteht aus einem Absorberblech (3a) das mit einem, den fluiden Wärmeträger enthaltenden Rohr (3b) versehen ist. Durch Abstand halter (nicht eingezeichnet) wird das Absorberelement (3) innerhalb des Hülle lements (2) fixiert.The absorber element ( 3 ) consists of an absorber sheet ( 3 a) which is provided with a tube ( 3 b) containing the fluid heat transfer medium. Halter by spacer (not shown) fixed to the absorber element (3) within the sheath lements (2).
Das obere Preßglaselement (2a) ist auf seiner Außenseite, mit einer breitban digen Entspiegelungsschicht (10) versehen, wodurch der Anteil der durchtre tenden Strahlung erhöht wird. Eine solche Schicht besteht beispielsweise aus einer porösen SiO2-Schicht, die mit einem Sol-Gel-Verfahren aufgebracht wird.The upper press glass element ( 2 a) is provided on its outside with a broadband anti-reflective coating ( 10 ), which increases the proportion of penetrating radiation. Such a layer consists, for example, of a porous SiO 2 layer which is applied using a sol-gel process.
Die Geometrie der Innenseite des unteren Preßglaselements (2b) ist so ausge bildet, daß ein auf die äußeren Einsatzbedingungen sowie auf die jeweils ver wendete Art und Anordnung der Absorberelemente abgestimmter und opti mierter Reflektor (11) erhalten wird, wobei eine reflektierenden Schicht auf der Innenseite des unteren Preßglaselements (2b) aufgebracht ist. Die Schicht be steht beispielsweise aus Aluminium oder, wie bevorzugt, aus Silber. Sie wird beispielsweise durch Aufdampfen oder Sputtern oder vorzugsweise chemisch aufgebracht.The geometry of the inside of the lower pressed glass element ( 2 b) is so formed that a tuned and optimized reflector ( 11 ) is obtained on the external conditions of use and on the type and arrangement of the absorber elements used, with a reflective layer on the Inside of the lower pressed glass element ( 2 b) is applied. The layer consists, for example, of aluminum or, as is preferred, of silver. It is applied, for example, by vapor deposition or sputtering, or preferably chemically.
Die reflektierende Beschichtung umfaßt die gesamte Innenseite des unteren Preßglaselements (2b).The reflective coating covers the entire inside of the lower pressed glass element ( 2 b).
Die Anschluß- und Dichteinrichtungen (4) des Sonnenkollektors (1) sind an der Unterseite des unteren Preßglaselements (2b) angeordnet. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn der erfindungsgemäße Sonnenkollektor (1) dachinte griert montiert wird. Aufwendige Dachdurchführungen der Anschlußleitungen sind überflüssig. Dabei handelt es sich bei den Anschluß- und Dichteinrichtun gen (4) beispielsweise um bekannte Glas-Metall- oder Glas-Glas-Durch führungen, die eine hohe Stabilität und Vakuumdichtheit aufweisen.The connection and sealing devices ( 4 ) of the solar collector ( 1 ) are arranged on the underside of the lower pressed glass element ( 2 b). This is particularly advantageous if the solar collector ( 1 ) according to the invention is installed in a roof-mounted manner. Elaborate roof penetrations of the connecting lines are unnecessary. These are the connection and sealing devices ( 4 ), for example, known glass-metal or glass-glass implementations that have high stability and vacuum tightness.
Der Sonnenkollektor (1) wird vorzugsweise mittels einer unteren Preßglasele ment (2b) angeformten Nase (12) in die Dachlatten einer Dachkonstruktion eingehängt. The solar panel ( 1 ) is preferably hung by means of a lower press glass element ( 2 b) molded nose ( 12 ) in the roof battens of a roof structure.
11
Sonnenkollektor
Solar panel
22nd
Hüllelement
Envelope element
22nd
a oberes Preßglaselement
a upper press glass element
22nd
b unteres Preßglaselement
b lower press glass element
33rd
Absorberelement
Absorber element
33rd
a Absorberblech
a absorber sheet
33rd
b Absorberrohr
b absorber tube
44th
Anschluß- und Dichteinrichtung
Connection and sealing device
55
Lötkanten
Solder edges
66
Glaslot
Glass solder
77
Innenraum des Hüllelements
Interior of the envelope element
88th
Anschluß-Falz
Connection fold
99
Anschluß-Nut
Connection groove
1010th
Entspiegelungsschicht
Anti-reflective coating
1111
Reflektorschicht
Reflector layer
1212th
Nase
nose
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19926051A DE19926051A1 (en) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | Solar collector comprises at least one outer casing component permeable to sunlight and at least one sunlight absorbing component within outer casing component |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19926051A DE19926051A1 (en) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | Solar collector comprises at least one outer casing component permeable to sunlight and at least one sunlight absorbing component within outer casing component |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19926051A1 true DE19926051A1 (en) | 2000-10-12 |
Family
ID=7910523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19926051A Withdrawn DE19926051A1 (en) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | Solar collector comprises at least one outer casing component permeable to sunlight and at least one sunlight absorbing component within outer casing component |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19926051A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010075850A3 (en) * | 2008-12-31 | 2012-03-15 | Axel Ahnert | Receiver pipe |
| DE102009051764B4 (en) * | 2009-10-29 | 2014-01-16 | Jorge Gesche | magnifying glass collector |
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