DE20311784U1

DE20311784U1 - Solar collector has trough-shaped base and highly-transparent lid which is thermally insulating or incorporates thermally-insulating layer

Info

Publication number: DE20311784U1
Application number: DE20311784U
Authority: DE
Original assignee: J O S T Marketing Stans GmbH; Jost Marketing GmbH
Current assignee: Solarpower GmbH
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2013-07-30

Abstract

Solar collector has a trough-shaped base (12) and a highly-transparent lid (14). The lid is thermally insulating or incorporates a thermally-insulating layer.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmekollektor zur Erwärmung von Flüssigkeiten und/oder eine Wärmespeichervorrichtung zur Speicherung und Warmhaltung von Flüssigkeiten, insbesondere von Brauchwasser zur Nutzung in einem Haushalt bzw. in einer Betriebseinheit.The invention relates to a heat collector for warming of liquids and / or a heat storage device for storing and keeping liquids warm, especially of Process water for use in a household or in a business unit.

Wärmekollektoren zur Brauchwassererwärmung mittels Einstrahlung von erwärmenden Sonnenlicht sind in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Bei sogenannten Flachkollektoren wird Flüssigkeit – im Regelfall Brauchwasser oder ein geeignetes Wärmeleit- bzw. -übertragungsfluid wie bspw. Glykol oder eine Glykol-Wasser-Lösung für einen Haushalt oder eine Betriebseinheit – durch relativ große, das Sonnenlicht absorbierende Flächen erwärmt und über einen Kreislauf zu einem Wärmespeicher im Hausinneren transportiert, wo die Wärme in einen Wärmespeicher übertragen wird. Derartige Systeme werden üblicherweise auf Hausdächern oder auf Gestellen montiert und in Richtung zur maximalen Sonneneinstrahlung bzw. der maximalen Einstrahldauer ausgerichtet. Diese bekannten Systeme sind relativ effizient, aber aufwändig im Bau und im Betrieb und damit auch relativ teuer.heat collectors for domestic water heating by means of radiation from warming Sunlight is known in different configurations. at So-called flat-plate collectors become liquid - as a rule, process water or a suitable thermal conductor or transmission fluid such as glycol or a glycol-water solution for one Household or business unit - by relatively large, that Areas absorbing sunlight heated and over a circuit to a heat accumulator transported inside the house, where the heat is transferred to a heat store becomes. Such systems are common on house roofs or mounted on racks and in the direction of maximum sunlight or the maximum irradiation time. These well-known Systems are relatively efficient, but complex to build and operate and therefore also relatively expensive.

Eine bekannte einfache Ausführungsform von Wärmekollektoren besteht aus einem lichtabsorbierenden Behälter, der mit Wasser gefüllt und der Sonne ausgesetzt werden kann. Als derartige lichtabsorbierende Behälter eignen sich beispielsweise schwarz eingefärbte Fässer, bspw. aus Metall oder Kunststoff. Solche Wärmekollektoren sind meistens Eigenbauten, die zwar preiswert und einfach aber nicht sehr effizient sind. Sie eignen sich nicht zur Wärmespeicherung, da die Behälter nur einwandig ausgeführt sind und daher die im Wasser gespeicherte Wärme bei fehlender Sonneneinstrahlung oder bei kühleren Temperaturen schnell wieder nach außen abgeben.A known simple embodiment of heat collectors consists of a light-absorbing container that is filled with water and can be exposed to the sun. As such light absorbing container For example, black-colored drums, for example made of metal or plastic, are suitable. Such heat collectors are mostly self-made, which are inexpensive and simple but not are very efficient. They are not suitable for heat storage because the containers only single-walled and therefore the heat stored in the water in the absence of sunlight or with cooler ones Release temperatures quickly to the outside.

Weiterhin sind sogenannte halbtransparente Speicherkollektoren bekannt, in denen sich Wasser erwärmen und speichern lässt. Diese Speicherkollektoren sind üblicherweise relativ groß und weisen meist einen schräg stehenden Deckel auf. Die Größe beträgt typischerweise ca. 300 Liter. Der schräg stehende Deckel ist wegen dem relativ niedrigen Sonnenstand in Mittel- und Nordeuropa notwendig. Die Größe und die Kontur des Behälters hat zur Folge, dass sich diese Behälter relativ schlecht transportieren lassen. Sie benötigen zudem einen relativ großen Stapelraum bei der Lagerung.So-called semi-transparent storage collectors are also used known in which water can be heated and stored. This Storage collectors are common relatively large and usually have a slant stand up lid. The size is typically approx. 300 liters. The weird standing lid is due to the relatively low position of the sun in central and Northern Europe necessary. The size and the Contour of the container has the consequence that these containers are relatively difficult to transport to let. you need also a relatively large stacking space during storage.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, einen effizienten, kostengünstigen und einfach zu transportierenden Wärmekollektor zur Wassererwärmung und/oder Wärmespeicherung zur Verfügung zu stellen.An object of the present invention is seen in an efficient, inexpensive and easy to transport heat collector for water heating and / or heat storage to disposal to deliver.

Dieses Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object of the invention is achieved with the subject of the independent Claim reached. Features of advantageous developments of the invention result from the dependent Claims.

Der erfindungsgemäße Wärmekollektor umfasst einen wannenförmigen Behälter, in dem Wasser bzw. ein geeignetes Wärmeübertragungs- oder leitungsfluid befindlich ist und der mittels einer für Sonnenlich hochtransparenten Abdeckung versehen ist. Die Abdeckung kann zusätzlich durch einen weiteren Deckel, beispielsweise aus transparentem Kunststoff oder Mineralglas abgedeckt und damit gegen mechanische Einflüsse geschützt sein. Der Behälter selbst besteht vorzugsweise aus Kunststoff, bspw. aus Polypropylen, Polyamid, ABS o. dgl. Als Wärmeübertragungsfluid bzw. als Wärme leitendes Fluid kommt bspw. Glykol oder eine Lösung aus Glykol und Wasser in Frage.The heat collector according to the invention comprises one well-shaped Container, in the water or a suitable heat transfer or conduction fluid is located and that by means of a highly transparent for Sonnenlich Cover is provided. The cover can also be covered by another cover, for example made of transparent plastic or mineral glass and thus be protected against mechanical influences. The container itself is there preferably made of plastic, for example polypropylene, polyamide, ABS or the like. As a heat transfer fluid or as heat Conductive fluid comes, for example, glycol or a solution of glycol and water in question.

Die Abdeckung weist vorzugsweise zwei flexible Schichten auf, die aufeinander aufliegen, jedoch nicht miteinander verbunden sind. Die erste Schicht besteht zweckmäßiger Weise aus einer hochtransparenten Folie, bspw. aus ETFE (Ethylen-Terflour-Ethylen), während die zweite Schicht aus einem transparenten und wärmeisolierenden Material besteht. Die zweite Schicht kann insbesondere eine Wabenstruktur aufweisen und bspw. aus Celluloseacetat bestehen. Die erste Schicht kann eine Materialstärke bspw. zwischen ca. 30 und 100 μm aufweisen, während die zweite Schicht eine Materialstärke von ca. 30 bis 80 mm aufweisen kann. Zwischen erster und zweiter Schicht bzw. innerhalb der Wabenstruktur der zweiten Schicht ist ein Luftpolster vorgesehen, das den Wasser- bzw. Wärmeleitungsfluidinhalt des Kollektors zusätzlich vor einer Abkühlung schützen kann.The cover preferably has two flexible layers on top of each other, but not are interconnected. The first layer expediently consists from a highly transparent film, for example from ETFE (ethylene-terflour-ethylene), while the second layer consists of a transparent and heat-insulating material. The second layer can in particular have a honeycomb structure and consist, for example, of cellulose acetate. The first layer can be one material thickness for example between approx. 30 and 100 μm have while the second layer has a material thickness of approximately 30 to 80 mm can. Between the first and second layer or within the honeycomb structure the second layer is provided with an air cushion that blocks the water or heat conduction fluid content of the collector additionally before cooling off protect can.

Vorzugsweise ist der wannenförmige Behälter zweischalig ausgeführt, wobei eine innere und eine äußere Schale jeweils mit einer wärmeisolierenden Beschichtung versehen sein können. Ein umlaufender stabilisierender Rahmen dient als Verbindung der beiden Behälter.The trough-shaped container is preferably double-shelled executed with an inner and an outer shell each with a heat insulating Coating can be provided. A surrounding stabilizing frame serves as a connection between the two containers.

Vorzugsweise sind beide Schalen des Behälters jeweils aus Kunststoff tiefgezogen oder spritzgegossen. Beide Schalen des Behälters können bspw. auch mittels eines Blasformverfahrens hergestellt sein. Mit diesem Verfahren lassen sich auf einfache Weise auch Innen- und Außenwanne in einem Stück und mit definiertem Abstand zueinander herstellen. Zur Erhöhung der mechanischen Stabilität und der Formstabilität im Einsatz weisen die Behälter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung versteifende Rippen auf. Diese lassen sich problemlos bei der Herstellung einbringen, ohne dass hierfür ein erhöhter Fertigungsaufwand notwendig wäre.Preferably both shells are container each thermoformed or injection molded from plastic. Both shells of the container can for example, also be produced by means of a blow molding process. With This method can also be used inside and outside outdoor tub in one piece and with a defined distance between them. To increase the mechanical stability and dimensional stability the containers show in use according to one embodiment stiffening ribs of the invention. These can be easily bring in the manufacture without the need for increased manufacturing effort would.

Da auch im Mittelmeerraum und südlich davon ein sehr hohe Warmwasserbedarf gegeben ist, jedoch auch dort in den kälteren Jahreszeiten die Sonnenintensität nicht sehr hoch ist, wird dort ein effizientes System mit hohem Wirkungsgrad zur Brauchwassererwärmung benötigt. Da in diesen Regionen die technischen und finanziellen Möglichkeiten der Bevölkerung oftmals nicht so groß sind wie hier zu Lande, muss das System dennoch einfach und preisgünstig sein. Da eine zentrale Produktion in Mittel- oder Nordeuropa möglich sein soll, bspw. in Deutschland, muss sich das System ferner leicht transportieren und stapeln lassen. Wünschenswert ist ein möglichst geringer Platzbedarf beim Lagern und Stapeln der erfindungsgemäßen Behälter bzw. deren Einzelteile.Since there is also a very high demand for hot water in the Mediterranean region and south of it, but the sun intensity is not very high in the colder seasons, an efficient system with high efficiency for heating domestic water is required there. Because in these regions the technical and financial possibilities of the population are often not as great as here in the country, the system still has to be simple and inexpensive. Since central production in Central or Northern Europe should be possible, for example in Germany, the system must also be easy to transport and stack. It is desirable to have as little space as possible when storing and stacking the containers according to the invention or their individual parts.

Ein Behälter mit einem Fassungsvermögen von typischerweise ca. 50 bis 300 Litern, vorzugsweise von ungefähr 150 Litern, bringt den Vorteil einer besseren Transportierbarkeit und eines niedrigeren Preises mit sich. Die zusätzliche Profilierung der Seitenwände erhöht die Steifigkeit und erleichtert dadurch Gebrauch und Transport. Der im Gegensatz zu bekannten Systemen waagrecht abschließende Deckel ist dem höheren Sonnenstand in südlichen Ländern angepasst. Außerdem lassen sich die Speicherkollektoren auf dieser Weise besser stapeln. Der in südlichen Ländern geringere Nachtabkühlung wegen wurde die transparente Dämmschicht dünner gewählt, was unter diesen Verhältnissen immer noch ausreichend isoliert und einen besseren optischen Wirkungsgrad garantiert. Durch eine verbesserte Dichtungstechnik wird Kondenswasserbildung wie bei höheren Temperaturenauftritt reduziert. Das vergrößerte Verhältnis von Aperturfläche zu Wasserinhalt erhöht die Aufheizgeschwindigkeit des Wassers.A container with a capacity of typically about 50 to 300 liters, preferably about 150 liters, brings the advantage of better portability and one lower price with it. The additional profiling of the side walls increases the rigidity and thereby facilitates use and transport. The opposite to known systems horizontally closing lid is the higher position of the sun in southern countries customized. Moreover the storage collectors can be stacked better in this way. The one in southern countries less night cooling because of the transparent insulation layer thinner selected what under these circumstances still sufficiently isolated and better optical efficiency guaranteed. Improved sealing technology prevents condensation like higher ones Reduced temperatures. The increased ratio of aperture area to water content elevated the rate at which water heats up.

Der erfindungsgemäße Wärmekollektor stellt eine äußerst preiswerte und einfach zu realisierende Methode dar, aus Sonnenenergie Nutzwärme zu gewinnen. Die Installation ist denkbar einfach. Es muss lediglich sichergestellt sein, dass eine ausreichende Sonneneinstrahlung erfolgt. Zur Installation muss lediglich ein Zulauf, ein Ablauf sowie ggf. ein Überlauf angeschlossen werden. Zum Betreiben der Anlage ist keinerlei zusätzliche elektrische Energie notwendig. Es muss lediglich der erforderliche Wasserdruck zur Verfügung gestellt werden sowie für die Umwälzung des erwärmten Wassers bzw. Wärmeübertragungsfluids (Glykol, Glykol-Wasser-Lösung o. ä.) gesorgt werden.The heat collector according to the invention is extremely inexpensive and easy-to-implement method to generate useful heat from solar energy. The installation is very simple. It just has to be ensured be that there is sufficient sunlight. For installation only an inlet, an outlet and possibly an overflow must be connected become. There is no additional to operate the system electrical energy necessary. It only has to be the required Water pressure available be put as well as for the upheaval of the warmed Water or heat transfer fluids (Glycol, glycol-water solution or similar) be taken care of.

Ein zusätzlicher willkommener Effekt kann die entkeimende Wirkung der Wassererwärmung sein, da bei Temperaturen von über 60 °C eine entkeimende Wirkung eintritt und das entsprechend erwärmte Wasser somit trinkbar wird.An additional welcome effect can be the disinfecting effect of water heating because at temperatures from above 60 ° C one disinfectant effect occurs and the correspondingly heated water thus becomes drinkable.

In modifizierter Form kann die Anlage auch zur Süsswasser- bzw. Trinkwassergewinnung aus Salzwasser verwendet werden.The system can be modified also for fresh water or drinking water from salt water.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage ist die entkalkende Wirkung, die durch Ausflockungen erzielt wird. Die erfindungsgemäße Kollektoranlage entzieht dem erwärmten Wasser darin gelösten Kalk, der sich am Absorber ablagert. Durch die leichte Öffenbarkeit durch den abnehmbaren Deckel kann dieser sehr leicht mittels Kalk lösenden Mitteln gereinigt und anschließend wieder in Betrieb genommen werden. Andere Warmwassererhitzer wie z.B. Elektroboiler sind aufgrund des darin abgelagerten Kalks meist nach mehreren Jahren nicht mehr gebrauchsfähig.Another advantage of the system according to the invention is the decalcifying effect achieved by flocculation. The collector system according to the invention deprives the heated Water dissolved in it Lime that deposits on the absorber. Due to the easy opening thanks to the removable cover, it can be easily lime scale be solved Agents cleaned and then be put back into operation. Other water heaters like e.g. Electric boilers are mostly due to the lime deposited in them no longer usable after several years.

Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nun folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel dient und auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt, in denen:Other characteristics, goals and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed Description of a preferred embodiment of the invention, the as non-limiting Serves as an example and refers to the accompanying drawings, in which:

1 eine perspektivische Darstellung eines Behälters eines erfindungsgemäßen Wärmekollektors, 1 2 shows a perspective illustration of a container of a heat collector according to the invention,

2 eine schematische Seitenansicht des Behälters, 2 a schematic side view of the container,

3 eine schematische Teilschnittdarstellung, 3 a schematic partial sectional view,

4 eine perspektivische Schemadarstellung des offenen Behälters, 4 a perspective schematic representation of the open container,

5 eine perspektivische Darstellung einer äußeren Wanne des Behälters, 5 a perspective view of an outer tub of the container,

6 eine perspektivische Darstellung einer inneren Wanne, 6 a perspective view of an inner tub,

7 eine perspektivische Schemadarstellung des auf dem Behälter aufsetzbaren transparenten Deckels, 7 2 shows a perspective schematic representation of the transparent cover that can be placed on the container,

8 eine perspektivische Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Wärmekollektors und 8th a perspective exploded view of the heat collector according to the invention and

9 eine schematische Teilschnittdarstellung einer den Behälter abschließenden Abdeckung ist. 9 is a schematic partial sectional view of a cover closing the container.

Die 1 und 2 zeigen einen erfindungsgemäßen Wärmekollektor in perspektivischer Schemadarstellung (1) bzw. in Seitenansicht (2) und in zusammen gebautem Zustand. Der Wärmekollektor 10 umfasst einen wannenförmigen Behälter 12 mit einem aufgesetzten weitgehend flachen Deckel 14. Der Behälter 12 weist eine rechteckförmige Kontur mit flachem Boden 121 und flachem, umlaufendem Rand 24 auf, auf dem der Deckel 14 mit einem hierzu vorzugsweise bündig passenden Deckelrand 141 aufliegen kann. In den Behälter 12 mündet seitlich ein Zulauf 20 sowie ein Ablauf 22, die jeweils als Anschlussstutzen ausgebildet sind, an die jeweils ein Leitungs- bzw. Schlauchabschnitt eines Wasserleitungssystems (nicht dargestellt) angeschlossen werden kann.The 1 and 2 show a heat collector according to the invention in a perspective schematic representation ( 1 ) or in side view ( 2 ) and in assembled condition. The heat collector 10 comprises a trough-shaped container 12 with a largely flat lid 14 , The container 12 has a rectangular contour with a flat bottom 121 and flat, all-round edge 24 on which the lid 14 with a lid rim that preferably fits flush with it 141 can rest. In the container 12 an inlet opens to the side 20 as well as an expiry 22 , each of which is designed as a connecting piece to which a line or hose section of a water line system (not shown) can be connected.

Wie bereits anhand der 1 und 2 deutlich wird, weisen der Behälter 12 sowie der Deckel 14 jeweils eine Verrippung in Form von leicht erhabenen Quer- bzw. Längsrippen auf. Diese Verrippungen werden noch detaillierter anhand der folgenden Figuren erläutert. Die Verrippungen führen zu einer Erhöhung der Formsteifigkeit der vorzugsweise aus relativ dünnem, tiefgezogenem, blasgeformtem oder spritzgegossenem Kunststoff bestehenden Behälterteile. Die Verrippungen sind regelmäßig ausgebildet und weisen jeweils vorzugsweise eine Tiefe auf, die nicht mehr als 5 % der Gesamtbauhöhe der Bauteile ausmacht. Die Verrippung kann somit ungefähr der Wandstärke der Bauteile entsprechen oder etwas stärker ausgebildet sein.As already with the 1 and 2 the container is clear 12 as well as the lid 14 each have ribs in the form of slightly raised transverse or longitudinal ribs. These ribs are explained in more detail with reference to the following figures. The ribbing leads to an increase in the stiffness of the container parts, which preferably consist of relatively thin, deep-drawn, blow-molded or injection-molded plastic. The ribs are regularly formed and each preferably have a depth that does not account for more than 5% of the total height of the components. The ribbing can thus correspond approximately to the wall thickness of the components or something be more trained.

Der Behälter 12 umfasst eine äußere Wanne 16 sowie eine damit fest verbindbare innere Wanne 18, was anhand der 3 näher verdeutlicht wird. Die innere Wanne 18 kann mit einer zu erwärmenden Flüssigkeit gefüllt werden. Zu diesem Zweck ist der Zulauf 20 sowie der Ablauf 22 vorgesehen, die jeweils mit der inneren Wanne 18 verbunden und durch die äußere Wanne 16 des Behälters 12 hindurchgeführt sind.The container 12 includes an outer tub 16 as well as an inner tub that can be firmly connected 18 what based on the 3 is clarified in more detail. The inner tub 18 can be filled with a liquid to be heated. The inlet is for this purpose 20 as well as the process 22 provided, each with the inner tub 18 connected and through the outer tub 16 of the container 12 are passed through.

3 zeigt die Anordnung der inneren Wanne 18 innerhalb der äußeren Wanne 16. Die Verbindung der beiden Wannen wird über den umlaufenden Rand 24 gebildet, der gegebenenfalls mit einem umlaufenden Profilstück verstärkt sein kann. Dieses Profilstück kann insbesondere aus einem Metallprofilteil oder dergleichen bestehen. 3 shows the arrangement of the inner tub 18 inside the outer tub 16 , The connection of the two tubs is over the peripheral edge 24 formed, which can optionally be reinforced with a circumferential profile piece. This profile piece can in particular consist of a metal profile part or the like.

Die innere Wanne 18 ist von außen nicht sichtbar und kann bspw. aus transparentem oder nichttransparenten Kunststoff bestehen. Zwischen innerer Wanne 18 und äußerer Wanne 16 ist vorzugsweise eine Isolierschicht 28 eingebracht, welche dafür sorgt, dass der Wärmekollektor 10 möglichst wenig gespeicherte Wärme nach außen abgibt. Die Isolierschicht 28 hüllt die innere Wanne 18 von allen Seiten ein und verhindert einen direkten Lichteinfall, so dass die innere Wanne wahlweise aus nahezu beliebig auswählbarem transparenten oder nichttransparenten Materialien bestehen kann.The inner tub 18 is not visible from the outside and can, for example, consist of transparent or non-transparent plastic. Between inner tub 18 and outer tub 16 is preferably an insulating layer 28 introduced, which ensures that the heat collector 10 releases as little stored heat as possible. The insulation layer 28 envelops the inner tub 18 from all sides and prevents direct incidence of light, so that the inner tub can optionally be made of almost any choice of transparent or non-transparent materials.

Der Behälter 12 besteht vorzugsweise aus nichttransparentem Kunststoff wie beispielsweise Polyamid, Polypropylen, ABS oder dergleichen. Der Deckel 14 besteht aus hochtransparentem und gegebenenfalls wärmeisolierendem Kunststoff wie beispielsweise Polyamid, Polypropylen, PVC, ABS oder dergleichen.The container 12 consists preferably of non-transparent plastic such as polyamide, polypropylene, ABS or the like. The lid 14 consists of highly transparent and possibly heat-insulating plastic such as polyamide, polypropylene, PVC, ABS or the like.

4 zeigt nochmals die innere Wanne in perspektivischer Darstellung. Am Boden 181 der inneren Wanne 18 kann ggf. eine Füllstandsmesseinrichtung (nicht dargestellt) angeordnet sein, die ihre Signale zu einer Steuereinrichtung liefert. Weiterhin kann dort eine Temperaturmesseinrichtung (nicht dargestellt) angeordnet sein, welche ebenfalls ihre Signale zur Steuereinrichtung liefert. Deutlich erkennbar ist die Quer- bzw. Längsverrippungen 38, 40 der inneren Wanne 18 sowie die Verrippungen 34, 36 der äußeren Wanne 16, welche jeweils für die erhöhte Formsteifigkeit der Wannen 16 und 18 sorgen. 4 shows the inner tub again in perspective. On the ground 181 the inner tub 18 For example, a fill level measuring device (not shown) can be arranged, which supplies its signals to a control device. Furthermore, a temperature measuring device (not shown) can be arranged there, which also supplies its signals to the control device. The transverse or longitudinal ribbing is clearly recognizable 38 . 40 the inner tub 18 as well as the ribs 34 . 36 the outer tub 16 , each for the increased stiffness of the tubs 16 and 18 to care.

5 zeigt die äußere Wanne 16 in perspektivischer Darstellung, wobei hier die Verrippungen 34, 36 besonders deutlich gemacht sind. Es wird erkennbar, dass sich Querverrippungen 36 vom oberen Behälterrand 24 über die Seitenwände und den Wannenboden 161 bis zur gegenüberliegenden Seite des oberen Randes erstrecken. Weitere Verrippungen sind als Längsverrippungen 34 an den Schmalseiten angebracht und enden jeweils am Boden 161, jedoch beabstandet zu den Querverrippungen 36. 5 shows the outer tub 16 in perspective, the ribs here 34 . 36 are made particularly clear. It becomes apparent that there are cross ribs 36 from the top of the container 24 over the side walls and the tub floor 161 extend to the opposite side of the top edge. Other ribs are as longitudinal ribs 34 attached to the narrow sides and each end on the floor 161 , but spaced apart from the cross ribs 36 ,

6 verdeutlicht die innere Wanne 18 in schematischer Darstellung von oben. Hierbei wird deutlich, dass gleichartige Querverrippungen 40 und Längsverrippungen 38 vorgesehen sind, die wie im gezeigten Ausführungsbeispiel enger als bei der äußeren Wanne 16 angeordnet sein können, jedoch ebenso wie bei dieser ausgestaltet sein können. 6 illustrates the inner tub 18 in a schematic representation from above. Here it becomes clear that similar cross ribbing 40 and longitudinal ribbing 38 are provided, which, as in the exemplary embodiment shown, are narrower than in the outer tub 16 can be arranged, but can also be designed as in this.

7 verdeutlicht den auf den Behälter 12 aufsetzbaren Deckel 14, der eine leicht gewölbte Kontur mit einer Querverrippung 142 aufweist. Der Deckel 14 kann dicht mit dem Behälter 12 verbunden werden, beispielsweise durch eine umlaufende Elastomerdichtung, die zwischen Behälterrand 24 und Deckelrand 141 eingesetzt ist. Zwischen Deckelrand 141 und Behälterrand 24 ist vorzugsweise eine wärmeisolierende und hochtransparente Abdeckung abgebracht werden, die in 7 nicht dargestellt, jedoch zur Vermeidung von Kondenswasser im Deckel 14 sinnvoll sein kann. Kommt Wasser oder eine andere Wärmeübertragungsflüssigkeit in den Behälter 12, so schwimmt die Folie auf diesem auf. Auf der Folie liegt eine hochtransparente Wärmedämmung auf, welche einfallendes Licht durchlässt, jedoch das Austreten von Wärme verhindert. 7 illustrates that on the container 12 attachable lid 14 , which has a slightly curved contour with cross ribbing 142 having. The lid 14 can be tight with the container 12 be connected, for example by a circumferential elastomer seal between the container edge 24 and lid rim 141 is used. Between the edge of the lid 141 and container rim 24 is preferably a heat-insulating and highly transparent cover that can be removed in 7 not shown, but to avoid condensation in the lid 14 can be useful. Water or other heat transfer fluid gets into the container 12 , the film floats on it. There is a highly transparent thermal insulation on the film, which allows incident light to pass through, but prevents heat from escaping.

8 verdeutlicht nochmals den Aufbau sowie den Zusammenbau des Behälters 12, der im vollständig zusammen gebauten Zustand den erfindungsgemäßen Wärmekollektor 10 bildet. In die äußere Wanne 16 wird zunächst die Isolationsschicht 28 eingebracht, welche bspw. aus Styroporplatten o. dgl. bestehen kann. Das Profilstück 26 zur Versteifung des Randes 24 wird zwischen innere und äußere Wanne eingelegt, bevor die innere Wanne 18 eingesetzt wird. Der Zulauf 20 und der Ablauf 22 sind in diesem zusammen gefügten Zustand der beiden Wannen 16 und 18 vorzugsweise bereits eingesetzt. Auf den umlaufenden Rand 24 der inneren Wanne 18 wird weiterhin eine Dichtung 42 aufgelegt, bevor der Deckel 14 dichtend aufgesetzt und auf dem Behälter 12 fixiert wird. 8th illustrates once again the structure and assembly of the container 12 , the heat collector according to the invention in the fully assembled state 10 forms. In the outer tub 16 will be the insulation layer first 28 introduced, which can consist, for example, of styrofoam plates or the like. The profile piece 26 to stiffen the edge 24 is inserted between the inner and outer tub before the inner tub 18 is used. The inflow 20 and the process 22 are in this assembled state of the two tubs 16 and 18 preferably already used. On the surrounding edge 24 the inner tub 18 will continue to be a seal 42 hung up before the lid 14 sealed and placed on the container 12 is fixed.

Lediglich angedeutet ist eine Füllstandsmesseinrichtung 30, die entsprechend des gezeigten Ausführungsbeispiels einen Schwimmerschalter o. dgl. zur Niveauregulierung aufweisen kann. Wahlweise kann die Füllstandsmesseinrichtung 30 jedoch auch ein anderes Messprinzip aufweisen.A level measuring device is only indicated 30 which, according to the exemplary embodiment shown, can have a float switch or the like for level regulation. Optionally, the level measuring device 30 but also have a different measuring principle.

Die schematische Teilschnittdarstellung der 9 verdeutlicht die auf der inneren Wanne 18 aufliegende zweischichtige Abdeckung 50, die aus einer ersten Schicht 52 aus hochtransparentem Folienmaterial und einer darauf aufliegenden zweiten Schicht 54 aus transparentem und wärmeisolierendem Material besteht. Als erste Schicht 52 eignet sich insbesondere eine ETFE-Folie mit einer Schichtdicke zwischen 30 und 100 μm, die besonders temperaturbeständig und lichtdurchlässig ist. Die Temperaturbeständigkeit von über 200 °C ist besonders dann wichtig, wenn kein Wasser verfügbar ist und der Kollektor im sog. Trockenlauf Temperaturspitzen von bis zu 180 °C erreichen kann. Die Transparenz einer solchen Folie für Licht beträgt ca. 96 %. Die Folie weist zudem den Vorteil auf, dass sie lebensmittelecht ist und mit anderen Stoffen und Materialien keine Verbindungen eingeht, wodurch der Kollektor für den gewünschten Einsatzzweck der Trinkwasserbereitung geeignet ist.The schematic partial sectional view of the 9 illustrates that on the inner tub 18 overlying two-layer cover 50 that from a first layer 52 made of highly transparent film material and a second layer on top of it 54 consists of transparent and heat-insulating material. As the first layer 52 an ETFE film with a layer thickness between 30 and 100 μm is particularly suitable, which is particularly temperature-resistant and translucent. The temperature resistance of over 200 ° C is particularly important when no water is available and the collector can reach temperature peaks of up to 180 ° C in so-called dry running. The transparency of such a film for light is approximately 96%. The film also has the advantage that it is food-safe and no connections with other substances and materials, which makes the collector suitable for the intended purpose of drinking water preparation.

Da die erste Schicht 52 keine Wärmeisolation bieten kann, befindet sich darüber die zweite Schicht 54, die insbesondere aus einer Wabenstruktur aus Celluloseacetat bzw. aus Cellulosetriacetat (CA) mit einer Schichtdicke von ca. 30 bis 80 mm bestehen kann. Die verwobene Folie weist hierbei eine Stärke von ca. 30 μm auf. Auf diese Weise entsteht eine Struktur ähnlich einer Bienenwabe, welche transparente Wände aufweist. Die dabei entstehenden röhrenförmigen Zellen weisen einen Querschnitt von ca. 1 cm² auf.Because the first layer 52 the second layer is above it and cannot provide thermal insulation 54 , which can consist in particular of a honeycomb structure made of cellulose acetate or cellulose triacetate (CA) with a layer thickness of approximately 30 to 80 mm. The woven film has a thickness of approx. 30 μm. This creates a structure similar to a honeycomb, which has transparent walls. The resulting tubular cells have a cross section of approx. 1 cm².

Die zweite Schicht 54 liegt auf der Folie der ersten Schicht 52 auf, die wiederum locker durchhängt und somit auf dem Wasser in der inneren Wanne 18 aufschwimmt. Die beiden Schichten 52 und 54 sind nicht miteinander verbunden. Innerhalb der Wabenstruktur der zweiten Schicht 54 befindet sich eine Luftpolsterschicht, welche den Kollektorinhalt vor einer zu schnellen Abkühlung bewahrt. Die Transparenz für Sonnenlicht dieser zweiten Schicht beträgt ca. 70 bis 90 %. Die Isolationswirkung kann einen sog. k-Wert von ca. 0,8 bis 0,9 erreichen. Die Wirkungsweise der Abdeckung 50 kann als Lichtfalle bezeichnet werden.The second layer 54 lies on the film of the first layer 52 , which in turn sags loosely and thus on the water in the inner tub 18 floats. The two layers 52 and 54 are not connected. Inside the honeycomb structure of the second layer 54 there is an air cushion layer that prevents the collector content from cooling too quickly. The transparency for sunlight of this second layer is approximately 70 to 90%. The insulation effect can reach a so-called k-value of approx. 0.8 to 0.9. How the cover works 50 can be called a light trap.

Die innere Wanne 18 kann ggf. mit einer lebensmittelechten Beschichtung versehen sein, die eine Versiegelung der Wannenoberfläche bewirkt und damit eine Trinkwasseraufbereitung und -erwärmung im Behälter 12 erlaubt. Die (nicht dargestellte) Beschichtung kann zudem eine Wärmeabsorption ermöglichen und weist aus diesem Grund vorzugsweise eine dunkle Einfärbung auf. Die Beschichtung kann bspw. nachträglich aufgebracht und durch einen Aufschmelzvorgang mit der inneren Wanne 18 verbunden werden und diese gleichzeitig versiegeln. Die Beschichtung der inneren Wanne 18 sorgt zudem für eine UV-Beständigkeit des Kunststoffes und schützt diesen vor einer zu schnellen Alterung aufgrund der dauernden Sonneneinstrahlung.The inner tub 18 can optionally be provided with a food-safe coating, which seals the tub surface and thus drinking water preparation and heating in the container 12 allowed. The coating (not shown) can also enable heat absorption and, for this reason, preferably has a dark color. The coating can be applied subsequently, for example, and by a melting process with the inner tub 18 be connected and seal them at the same time. The coating of the inner tub 18 also ensures that the plastic is UV-resistant and protects it from aging too quickly due to the continuous sun exposure.

Grundsätzlich ist jedoch keine solche Beschichtung notwendig, da die Lebensmittelechtheit auch durch entsprechende Beimischungen in dem zu verarbeitenden Kunststoffgranulat erreicht werden kann. Auf gleiche Weise kann die erforderliche Beständigkeit gegen UV-Anteile im Sonnenlicht erreicht werden. Diese Beimischungen erlauben eine deutlich günstigere Fertigung des Behälters als eine nachträglich aufzubringende Beschichtung. Eine entsprechende UV-beständige Beschichtung bzw. Beimischung des Kunststoffs kann auch auf der äußeren Wanne 16 vorgesehen sein, zumindest jedoch auf deren Außenseite.In principle, however, such a coating is not necessary, since food safety can also be achieved by appropriate admixtures in the plastic granulate to be processed. The required resistance to UV components in sunlight can be achieved in the same way. These admixtures allow the container to be manufactured much more cheaply than a coating to be applied subsequently. A corresponding UV-resistant coating or admixture of the plastic can also be on the outer tub 16 be provided, but at least on the outside.

Der Deckel 14 muss zumindest eine ausreichende mechanische Stabilität aufweisen, um Schnee, Hagel und Windlasten widerstehen zu können. Neben der Wandstärke wird dies durch die Verrippung 142 des Deckels 14 erreicht. Als Material eignet sich insbesondere PMMA (Poylmethyl-Metacrylat) oder PA (Polyamid).The lid 14 must have at least sufficient mechanical stability to withstand snow, hail and wind loads. In addition to the wall thickness, this is due to the ribbing 142 of the lid 14 reached. PMMA (polymer methyl methacrylate) or PA (polyamide) is particularly suitable as the material.

Claims

Heat collector ( 10 ) for heating industrial water or heat transfer fluid by solar radiation and / or for storing tempered water or heat transfer fluid, comprising a trough-shaped container ( 12 ) made of plastic, which can be filled with water to be heated or with heat transfer fluid to be heated, and the open top of which is a cover which is highly transparent to sunlight ( 50 ), characterized in that the cover ( 50 ) is heat-insulating and / or a heat-insulating layer ( 54 ) having.

Heat collector according to claim 1, characterized in that the cover ( 50 ) at least two layers ( 52 . 54 ) having.

Heat collector according to claim 1 or 2, characterized in that a first layer ( 52 ) the cover ( 50 ) consists of a highly transparent film.

Heat collector according to claim 3, characterized in that the film of the first layer ( 52 ) consists of ETFE (ethylene-terflour-ethylene).

Heat collector according to one of the preceding claims, characterized in that a second layer ( 54 ) the cover ( 50 ) consists of a transparent and heat-insulating or heat-insulating material.

Heat collector according to claim 5, characterized in that the second layer ( 54 ) has a honeycomb structure and consists of CA (cellulose acetate).

Heat collector according to one of the preceding claims, characterized in that between the first layer ( 52 ) and second layer ( 54 ) or within the second layer ( 54 ) an air cushion is formed.

Heat collector according to one of the preceding claims, characterized in that the trough-shaped container ( 12 ) two, at least partially nested, tub parts ( 16 . 18 ) includes.

Heat collector according to one of the preceding claims, characterized in that an inner trough ( 18 ) spaced from an outer tub ( 16 ) is arranged.

Heat collector according to one of the preceding claims, characterized in that between the inner and outer tub ( 18 . 16 ) a heat-insulating layer ( 28 ) is inserted.

Heat collector according to one of the preceding claims, characterized in that the inner tub ( 18 ) and outer tub ( 16 ) at an upper edge ( 24 ) are firmly connected.

Heat collector according to one of the preceding claims, characterized in that the inner and outer tub ( 18 . 16 ) at the top ( 24 ) surrounding stabilizing frame are fixed together.

Heat collector according to one of the preceding claims, characterized in that the peripheral edge ( 24 ) consists of a metal frame or has one.

Heat collector according to one of the preceding claims, characterized in that at least the outer trough ( 16 ) stiffening ribs ( 34 . 36 ) having.

Heat collector according to one of the preceding claims, characterized in that the inner and outer tub ( 18 . 16 ) stiffening ribs ( 34 . 36 . 38 . 40 ) exhibit.

Heat collector according to one of the preceding claims, characterized in that an inner surface of the inner trough ( 18 ) has a heat absorbing coating.

Heat collector according to one of the preceding claims, characterized in that the coating of the inner tub ( 18 ) sealing the tub ( 18 ) causes.

Heat collector according to one of the preceding claims, characterized in that the inner and / or the outer tub ( 18 . 16 ) each consist of plastic.

Heat collector according to one of the preceding claims, characterized in that the inner and / or the outer tub ( 18 . 16 ) each consist of deep-drawn plastic such as polypropylene, polyamide, PVC, ABS or the like.

Heat collector according to one of the preceding claims, characterized in that the container ( 12 ) covering layer ( 50 ) made of plastic on the peripheral edge ( 24 ) is fixed and sealed against it.

Heat collector according to one of the preceding claims, characterized in that the cover ( 50 ) is flexible and with an empty container ( 12 ) sags inside.

Heat collector according to one of the preceding claims, characterized in that over the transparent cover ( 50 ) a highly transparent seal or a cover ( 14 ) made of plastic and / or mineral glass.

Heat collector according to one of the preceding claims, characterized in that the container ( 12 ) has a capacity between 50 and 300 liters.

Heat collector according to one of the preceding claims, characterized in that the transparent heat-insulating cover ( 50 ) has a layer thickness of approx. 3 to 8 cm.

Heat collector according to one of the preceding claims, characterized in that the top of the container ( 12 ) largely parallel to the floor ( 121 ), and that both are arranged horizontally.