DE2823449C2

DE2823449C2 - Sonnenkollektor

Info

Publication number: DE2823449C2
Application number: DE2823449A
Authority: DE
Inventors: Thomas A. Chappaqua N.Y. Hewitt; Robert W. Tarrytown N.Y. McCullough
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1977-08-12
Filing date: 1978-05-30
Publication date: 1986-05-28
Also published as: IT1156787B; ES479152A2; FR2400167A2; FR2400167B2; US4262657A; ES470314A2; MX147495A; JPS5431639A; ES479154A1; JPS5723765A; DE2823449A1; ES479153A2; IT7849616A0; JPS5727370B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Sonnenkollektor ist Gegenstand des Hauptpatents.

Bekannt ist ein Sonnenkollektor (US-Zeitschrift Solar Energy, Bd. 13, (1971), Seite 193 bis 221) mit einem Gehäuse, das mit einer auffallende Sonnenstrahlung durchlassenden, transparenten Abdeckung sowie mit einem Einlaß und einem Auslaß zur Ausbildung eines Strömungsweges für ein zu erhitzendes, gasförmiges Wärmeträgermedium versehen ist Es sind ein gasdurchlässiger, strahlungsabsorbierender Absorber, der im Gehäuse in dem Strömungsweg derart angeordnet ist daß er die auffallende, durch die transparente Abdeckung hindurchgehende Sonnenstrahlung aufnimmt und die absorbierte Wärme auf das entlang dem Strömungsweg und durch den Absorber hindurch laufende gasförmige Medium überträgt sowie eine zwischen dem Absorber und der transparenten Abdeckung angeordnete, honigwabenförmig ausgebildete Strahlungsfalle vorgesehen, die eine Mehrzahl von mit dem Strömungsweg des gasförmigen Mediums in Verbindung stehenden offenen Zellen aufweist Die Strahlungsfalle besteht aus spiegelnd reflektierendem Werkstoff, nämlich mit Kunststoff beschichtetem und beidseitig aluminiertem Papier oder einer Pappe mit beidseitig auflaminierter, aluminierter Kunststoffolie; sie sitzt auf dem Absorber auf und liegt in Abstand von der transparenten Abdeckung. Das gasförmige Wärmeträgermedium wird in den Raum zwischen der Abdeckung und der Strahlungsfalle eingespeist und es strömt dann durch die Strahlungsfalle und den Absorber hindurch. Bei diesem Sonnenkollektor werden die einfallenden Sonnenstrahlen durch die Strahlungsfalle hindurch ausschließlich durch Reflektion zum Absorber übertragen. Dabei geht ein nicht unerheblicher Teil der auf den Sonnenkollektor auftreffenden Energie verloren. Außerdem treten Konvektionsverluste auf. Wärme, die durch Konvektion zu der transparenten Abdeckung gelangt, kann durch Wärmeleitung oder -strahlung leicht zu der Außenatmosphäre entweichen.

Es ist ferner ein Sonnenkollektor für gasförmige Wärmeträgermedien mit porösem Absorber bekannt (US 31 02 532), bei dem zwischen einer transparenten Abdeckung und dem vom Wärmeträgermedium durchströmten Absorber eine zu der Abdeckung parallele Glasplatte angeordnet ist, die zusammen mit der transparenten Abdeckung einen Raum für eine stehende Luftschicht begrenzt. An der unterhalb der Abdeckung sitzenden Glasplatte kommt es aber zu Reflektionen von einfallenden Sonnenstrahlen in Richtung auf die Abdeckung. Dadurch wird der thermische Wirkungsgrad erheblich beeinträchtigt.

Des weiteren ist ein Sonnenkollektor für ein flüssiges Wärmeträgermediurn bekannt (FR 16 01 101), bei welchem die zu erhitzende Flüssigkeit in einem geschlossenen Kanal oder Rohr durch den Absorber geführt ist. Auf dem Absorber sitzt eine aus Glas oder Acrylglas bestehende, wabenförmige Strahlungsfalle, an die nach außen eine transparente Abdeckung anschließt. Anders als bei den zuvor erwähnten Sonnenkollektoren für gasförmige Wärmeträgermedien und mit gasdurchlässigem Absorber kommt in diesem Fall das Wärmeträgermedium mit der Strahlungsfalle nicht in Berührung.

Es ist auch bekannt (US 39 85 116), bei einem für gasförmige oder flüssige Wärmeträgermedien bestimmten Sonnenkollektor zwischen einer transparenten Abdekkung und einem gas- und flüssigkeitsdichten Absorber eine parallel zu der Abdeckung angeordnete transparente Platte vorzusehen, die zusammen mit der Abdekkung eine geschlossene Luftkammer begrenzt. Diese Platte kann auf dem Absorber aufliegen, und sie wird von der Abdeckung mittels einer Mehrzahl von auf-

rcchlstehenden transparenten Säulen oder Rippen in Abstand gehalten. Die Luftkammer ist zur Verminderung \on Wärmeverlusten aufgrund von Konvektionsströmen unterteilt Die zur Abdeckung parallel verlaufende Platte verursacht erhebliche Reflektionsverluste.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sonnenkollektor für ein gasförmiges Wärmeträgermedium mit einem porösen Absorber zu schaffen, bei dem der thermische Wirkungsgrad durch eine Vorrichtung verbessert wird, :'is sowohl die vom Absorber abgestrahlte Wärmeenergie auffängt, als auch die Wärmeverluste durch Konvektion im Sonnenkollektor mindert, ohne die auf den Absorber einfallenden Sonnenstrahlen merkbar zu behindern.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Sonnenkollektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Strahlungsfalle mit der Abdeckung in festem mechanischem Kontakt gehalten oder verbunden ist.

Bei dem Sonnenkollektor nach der Erfindung wird in den offenen Zellen der Strahlungsfalle eine stehende Pufferschicht aus dem gasförmigen Wärmeträgermedium gebildet. Diese Pufferschieht verhindert weitgehend die für den thermischen Wirkungsgrad schädliche Konvektion. Gleichzeitig wird durch die Verwendung einer Strahlungsfalle aus transparentem, aber für Infrarot-Strahlung opakem Werkstoff ein im Vergleich zu Strahlungsfallen mit reflektierenden Wandungen größerer Anteil des auffallenden Sonnenlichtes zu dem Absorber übertragen, während unerwünschte Reflektionen vermieden werden, wie sie beim Einbau einer zur transparenten Abdeckung parallelen Glasplatte auftreten. Im Gegensatz zu den bekannten Sonnenkollektoren für flüssiges Wärmeträgermedium durchsetzt vorliegend das gasförmige Wärmeträgermedium den Absorber, und es erreicht auf diese Weise den gesamten Innenraum des Kollektors. Weil die Strahlungsfalle mit der Abdeckung in festem mechanischem Kontakt gehalten oder verbunden ist, kann sich zwischen Abdeckung und Slrahlungsfalle kein durch die Strahlungsfalle hindurchtretender und an der Innenseite der Abdeckung entlangstreichender Teilstrom des Wärmeträgermediums ausbilden. Dadurch werden die Wärmeverluste weiter verringert.

Die Strahlungsfalle kann zweckmäßig mittels einer offenen Abstützung in fester Anlage an der Abdeckung gehalten sein. Als Abstützung eignet sich ein offenes Maschengitter, das an der von der Abdeckung abgewendeten Seite an der Strahlungsfalle anliegt. Stattdessen kann die Abstützung auch aus mehreren in Abstand voneinander angeordneten, parallelen Stäben bestehen, die an der von der Abdeckung abgewendeten Seite an der Strahlungsfalle anliegen.

Die Zellenwände stehen im Interesse günstiger Strahlungsrefiektionsverhältnisse vorzugsweise senkrecht zu der Abdeckung.

Die Strahlungsfalle ist zweckmäßig aus Glas oder einem klaren Kunststoff aus der Polyvinylfluorid, PoIykarbonat, fluoriertes Äthylenpropylen, Polymethylmethacrylat, aromatische Polysulfone, Polyethylenterephthalat, aromatische Polyester, Polyvinylidenfluorid, Hexafluorpropylen, Chlortrifluoräthylen und Tetrafluoräthylen-Kopolymere umfassenden Gruppe gefertigt·

Die Erfindung ist im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigt

F i g. 1 bis 4 perspektivische Ansichten eines Teils von Sonnenkollektoren mit unterschiedlichen Ausführungsformen der Strahlungsfalle,

F i g. 5 eine geschnittene Aufrißansicht eines Sonnenkollektors entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig.6 bis 10 geschnittene Aufrißansichten von Sonnenkollektoren in abgewandelten Ausführungsformen,

F i g. 11 eine graphische Darstellung des normierten Strahlungswärmeverlustes bei Waben- und Rippen-Strahlungsfallen,

Fig. 12 eine schematische Darstellung der Übertragung von Sonnenstrahlung durch ein transparentes Wabengefüge,

Fig. 13 eine ähnliche schematische Darstellung der Übertragung von Sonnenstrahlung durch eine spiegelnd reflektierende Wabe,

Fig. 14 eine graphische Darstellung der Übertragungseigenschaften von transparenten und spiegelnden Waben,

Fig. 15 eine schematische Darstellung des Infrarot-Strahlungsaustauschs zwischen dem Absorber und den Infrarot absorbierenden Zellenwänden einer Glas- oder Kunstsstoffwabe,

Fig. 16 eine ähnliche schematische Darstellung des Infrarot-Strahlungsaustauschs zwischen dem Absorber und den Infrarot reflektierenden Zellenwänden einer metallischen Wabe,

Fig. 17 eine graphische Darstellung des Einflusses des LJD-Verhältnisses auf den Strahlungswärmeverlust für Zellenwände mit hoher und niedriger Wärmeleitfähigkeit,

Fig. 18 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen den thermischen Wirkungsgraden und den Arbeitsbedingungen für Sonnenkollektoren für gasförmiges bzw. flüssiges Wärmeträgermedium, jeweils mit und ohne Wabenstrahlungsfalle,

Fig. 19 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der normierten Wirkungsgradsteigerung aufgrund der Zufügung einer transparenten Wabenstrahlungsfalle und den Arbeitsbedingungen für Sonnenkollektoren für gasförmiges bzw. flüssiges Wärmeträgermedium,

Fig. 20 eine graphische Darstellung ähnlich Fig. 18 für die Beziehung zwischen dem thermischen Wirkungsgrad und den Arbeitsbedingungen für Sonnenkollektoren mit zusätzlicher, lichtdurchlässsiger Schicht unterhalb der Wabenanordnung sowie ohne eine solche zusätzliche Schicht, jedoch bei mit der transparenten Abdeckung verbundener Wabenordnung oder zwischen der transparenten Abdeckung und dem Absorber abgestützter Wabenordnung,

Fig. 21a—b, 22a—b und 23a —b schematische Darstellungen der Verteilung der Strahlungsverluste und der Luftströme bei verschiedenen experimentellen Sonnenkollektoren mit Strahlungsfallen, und

Fig.24a—d schematische Darstellungen der durchgelassenen und der reflektierten Strahlen für Strahlungsfallen-Zellenwände mit unterschiedlicher Ausrichtung mit Bezug auf die Abdeckung.

Der als ganzes in F i g. 5 veranschaulichte Sonnenkollektor weist ein Gehäuse 10 mit einer lichtdurchlässigen Abdeckung 12, die auffallende Sonnenstrahlung durchläßt, und einer Rückwand 14 auf. Die Abdeckung 12 ist vorzugsweise aus einem klaren oder transparenten Werkstoff mit relativ niedrigem Reflexionsvermögen gefertigt, das nichtporös und gasundurchlässig ist. Die Abdeckung 12 kann beispielsweise aus klarem Kunststoff oder Glas bestehen. Das Gehäuse 10 weist ferner

einen Einlaß 16 in der einen Seitenwand und einen Auslaß 18 in der gegenüberliegenden Seitenwand auf. Der Einlaß 16 und der Auslaß 18 sind so angeordnet, daß ein Strömungsweg für ein gasförmiges Wärmeträgermedium, beispielsweise Luft, gebildet wird, das erhitzt werden soll. Der Strömungsweg ist in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet. Ein gasdurchlässiger, plattenförmiger, strahlungsabsorbierender Absorber 20 sitzt innerhalb des Gehäuses 10 parallel zu und in Abstand sowohl von einer Strahlungsfalle 34 als auch von der Rückwand 14. Der Absorber 20 liegt in dem bzw. quer zu dem Strömungsweg zwischen dem Einlaß 16 und dem Auslaß 18. Er kann beispielsweise aus einer porösen, dunklen oder schwarzen Fasermatte, aus gewebten oder gestanzten Sieben oder Gittern oder aus netzförmigem Schaumstoff bestehen. Die Strahiungsfaiie 34 ist mit der Abdeckung 12 in festem mechanischem Kontakt gehalten oder verbunden. Sie ist vorzugsweise aus einem klären oder transparenten Werkstoff gefertigt und hat ein offenes Gefüge, beispielsweise ein Wabengefüge. Vorzugsweise ist benachbart der Rückwand 14 eine Isolationsschicht 24 vorgesehen. Das Gehäuse 10 kann zweckmäßig aus Metall, beispielsweise Aluminium oder Stahl, gefertigt sein, wenn es auf Robustheit ankommt; das Gehäuse läßt sich aber auch aus einem isolierenden Werkstoff herstellen, beispielsweise aus Polymerschaum oder Faserglas.

Die F i g. 1 bis 4 zeigen verschiedene Formen der Strahlungsfalle des Sonnenkollektors. So kann die Strahlungsfalle aus einer transparenten Sechseckwabenplatte 26 gefertigt werden, wie dies in F i g. 1 dargestellt ist. Die Wabenplatte 26 besteht aus einer Vielzahl von Sechseckzellen, die von gemeinsamen Wänden gebildet werden, die eine vorbestimmte Länge »L« und einen Durchmesser »D« haben. Das Verhältnis von Zellenlänge »L« zu Durchmesser »D« sollte zwischen ungefähr 2 und 10 liegen.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 besteht die Strahlungsfalle aus einer Folge von in Abstand voneinder liegenden parallelen Rippen 28. Vorzugsweise wird das Verhältnis von Rippenhöhe »H« zu Abstand »S« zwischen ungefähr 4 und 20 gehalten.

In F i g. 3 ist eine weitere Form einer Strahlungsfalle dargestellt, die aus einer Rechteck-Wabenplatte 30 besteht. Die Form der Strahlungsfalle ist bis auf die spezielle Ausgestaltung der Waben grundsätzlich die gleiche wie diejenige nach F i g. 1.

Fig.4 zeigt eine weitere Form der Strahlungsfalle, die aus einer Vielzahl von transparenten, rohrförmigen Kunststoff- oder Glassegmenten 32 besteht Die rohrförmigen Segmente 32 sind verklebt oder auf andere Weise, beispielsweise mit Hilfe eines Lösungsmittels, miteinander verbunden, um eine langgestreckte Platte zu erhalten. Die rohrförmigen Segmente 32 lassen sich beispielsweise von konventionellen Kunststoff- oder Glasrohren oder Strohhalmen abschneiden. Das Verhältnis von Rohrlänge zu Durchmesser ist im wesentlichen das gleiche wie dasjenige für die Sechseckwabenfalle gemäß F i g. !.

Der Aufbau der verwendeten Strahlungsfaüen ist nicht auf die vorstehend erläuterten speziellen geometrischen Formen beschränkt Vielmehr können die Fallen auch andere geometrische Gruppierungen von Zeilen oder offenen Gefügen sein: beispielsweise können dreieckige Wabenzellen oder Zellen benutzt werden, die aus gewellten oder gefalteten Blechen, Folien oder Blättern hergestellt sind. Die Strahlungsfallen werden vorzugsweise aus Wabenzellengefügen gefertigt: es können jedoch auch andere offene Gefüge mit hohem Längenverhältnis (äquivalent dem Wert UD für nichtkreisförmige geometrische Anordnungen) benutzt werden. Die Strahlungsfallen können aus jedem beliebigen lichtdurchlässigen oder durchscheinenden Werkstoff gefertigt sein, der gleichzeitig gegenüber Infrarot-Strahlung opak oder schwarz ist, beispielsweise aus klarem Kunststoff oder Glas. Es gibt eine Reihe von klaren Kunststoffen, die gegenüber Infrarot-Strahlung opak

ίο sind und die sich daher für die vorliegenden Zwecke eignen. Zu diesen Kunststoffen gehören beispielsweise Polyvinylfluorid, Polycarbonat, fluoriertes Äthylenpro· pylen, Polymethylmethacrylat, aromatische Polysulfone, Polyäthylenterephtalat, aromatische Polyester, Polyvinylidenfluorid, Hexafluorpropylen, Chlortrifluoräthylen und Tetrafluoräthylen-Kopolymere.

Bei dem Sonnenkollektor gemäß F i g. 5 tritt das zu erhitzende Wärmeträgermedium in den Einlaß 16 ein, durchläuft den Raum zwischen der Strahlungsfalle 34 und dem porösen Absorber 20 und tritt dann durch den Absorber 20 hindurch, wo das Wärmeträgermedium durch absorbierte Strahlung erhitzt wird. Das Wärmeträgermedium strömt nicht durch die Strahiungsfaiie hindurch. Die Strahlungsfalle 34 hat die zusätzliche Funktion, zwischen dem Luftstrom und der Abdeckung 12 eine nahezu stagnierende Luftpufferschicht auszubilden. Dadurch werden Wärmeverluste an die Umgebung oder die Außenatmosphäre weiter herabgesetzt. Um efektiv als Luftpuffer zu wirken, ist die Strahlungsfalle 34 vorzugsweise mit der Abdeckung verbunden, um zu verhindern, daß Wärmeträgermedium durch die Falle hindurchströmt und mit der Abdeckung 12 in Berührung kommt. In Fällen, in denen es nicht praktisch oder nicht möglich ist, die Strahlungsfalle 34 mit der Abdeckung 12 zu verbinden, ist die Falle mittels einer offenen Stützanordnung mit der Abdeckung in festem mechanischem Kontakt gehalten, beispielsweise mit Hilfe eines unter der Falle sitzenden offenen Maschensiebes. Die Stützanordnung muß offen sein, um zusätzliche Verluste durch Reflektion von Sonnenstrahlung von der Stützanordnung zurück zu der Abdeckung 12 zu minimieren.

Fig.6 zeigt eine Abwandlung des Sonnenkollektors mit grundsätzlich dem gleichen Aufbau wie in Fig.5, mit der Ausnahme, daß das Wärmeträgermedium in umgekehrter Richtung durch den Absorber 20 strömt. Das zu erhitzende Wärmeträgermedium tritt in den Einlaß 36 ein, der unter dem gasdurchlässigen Absorber 20 sitzt Das Gas durchläuft den Raum zwischen dem Absorber 20 und der Rückwand 14. Es tritt dann durch den Absorber 20 hindurch und wird durch absorbierte Strahlung erhitzt Das erhitzte Wärmeträgermedium tritt über den Auslaß 38 aus, der in diesem Fall zwischen der Strahlungsfalle 34 und dem Absorber 20 sitzt

Der Absorber kann unabhängig von der Strahlungsfalle in mehrer unterschiedliche Lagen gebracht werden. Die Fig.7 und 8 zeigen zwei derartige Modifikationen, wobei der gasdurchlässige Absorber in nichtparalleler Beziehung sowohl zur Strahlungsfalle 34 als auch zur Abdeckung 12 angeordnet ist Das zu erhitzende Wärmeträgermedium tritt in den Einlaß 40 in einer Seitenwand des Gehäuses 10 ein und durchströmt den nichtparallelen Absorber in solcher Richtung, daß zunächst die Oberseite 42a des Absorbers 42 (F i g. 7) oder zunächst die Unterseite 44a des Absorbers 44 (Fig.8) durchlaufen wird. Das Wärmeträgermedium wird dabei durch die absorbierte Strahlung erhitzt Das erhitzte Wärmeträgermedium tritt dann über einen Auslaß 46 aus. Bei beiden diesen Modifikationen strömt das War-

meträgermedium unmittelbar durch den Absorber 42 bzw. 44 hindurch, ohne daß, wie in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet, eine Richtungsänderung erfolgt. Dadurch wird ein gleichförmigerer Strom durch den Sonnenkollektor hindurch sichergestellt.

F i g. 9 zeigt eine weitere Abwandlung, bei der die beiden nichtparallelen Absorber nach den Fi g. 7 und 8 in einem Sonnenkollektor kombiniert sind. Es wird auf diese Weise ein V-förmiger gasdurchlässiger Absorber 48 erhalten. Das zu erhitzende Wärmeträgermedium tritt in den Einlaß 50 ein und durchströmt zunächst das nichtparallele Segment 48a des V-förmigen Absorbers 48, worauf, wiederum ohne Richtungsänderung, das andere nichtparallele Segment 48b durchlaufen wird. Das Wärmeträgermedium verläßt dann die Anordnung über den Auslaß 52. In diesem Falle wird innerhalb einer einzigen Sonnenkollektoreinheit ein zweistufiger Erhitzungseffekt erzielt. Die Absorbersegmente 48a und 486 können einteilig ausgebildet oder aus zwei Stücken hergestellt sein, die innerhalb des Sonnenkollektors miteinander verbunden sind. Allgemein kann jede beliebige Anzahl von gasdurchlässigen Absorberelementen in bezüglich der Abdeckung nichtparalleler Ausrichtung kombiniert werden, um innerhalb einer einzigen Sonnenkollektoreinheit für einen mehrstufigen Erwärmungseffekt zu sorgen.

Ein ähnlicher zweistufiger Aufheizungseffekt kann durch eine weitere Modifikation des Sonnenkollektors entsprechend F i g. 10 erzielt werden. Diese Abwandlung kombiniert in ähnlicher Weise die Merkmale der Sonnenkollektoren nach den F i g. 5 und 6. Wie veranschaulicht, befindet sich eine Umlenkplatte 54 an einer Zwischenstelle der Längsabmessung des Gehäuses 10 zwischen der Strahlungsfalle 34 und dem flachen, plattenförmigen Absorber 56. Ein Einlaß 58 und ein Auslaß 60 liegen auf der gleichen Seite des Absorbers 56. Das Wärmeträgermedium tritt über den Einlaß 58 ein und durchläuft den Raum zwischen der Strahlungsfalle 34 und dem Absorber 56. Das Wämeträgermedium wird dann mittels der Umlenkplatte 54 gezwungen, durch den Absorber 56 hindurchzuströmen, wobei eine Aufheizung durch die absorbierte Strahlung erfolgt Das erhitzte Wärmeträgermedium gelangt in den unteren Raum zwischen dem Absorber 56 und der Rückwand !4. Das Wärmeträgermedium wird erneut veranlaßt, durch den Absorber 56 hindurchzutreten, wobei ein Aufheizen durch absorbierte Strahlung erfolgt Das erhitzte Wärmeträgermedium verläßt die Anordnung dann über den Auslaß 60.

Jede der verschiedenen Formen der Strahlungsfalle gemäß den F i g. 1 bis 4 kann bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen des Sonnenkollektors verwendet werden. So ist es beispielsweise möglich, eine Sechseck-, Rechteck- oder rohrförmige Wabenstrahlungsfalle zu benutzen, wie sie in den Fig. 1, 3 bzw. 4 veranschaulicht ist; die Strahlungsfalle kann aber auch entsprechend Fig.2 aus parallelen Rippen aufgebaut sein. In den Fällen, in denen die Falle aus parallelen Rippen besteht sind die Rippen so auszurichten, daß sie im wesentlichen senkrecht zu der Richtung des Gasoder Luftstroms durch den Sonnenkollektor stehen. Würden die Rippen in der Richtung des Stromes des zu erhitzenden Wärmeträgermediums stehen, könnte die Strahlungsfalle nicht als Luftpuffer wirken; es würde zu Wärmeverlusten durch die Abdeckung 12 hindurch kommen. Bei jeder der oben erläuterten Ausführungsformen kann der Absorber aus den gleichen porösen, wärmeabsorbierenden Stoffen aufgebaut werden, wie sie vorstehend erläutert sein, d. h. beispielsweise aus schwarzen Fasermatten, gewebtem oder gestanztem Maschen- oder Gittermaterial oder netzförmigen Schaumstoff.

Der Betrag der Verminderung von Wärmeverlusten, der mit Strahlungsfallen von unterschiedlicher geometrischer Form erreicht wird, hängt von dem Längenverhältnis der Zellen ab; er wird in der Regel innerhalb eines Bereiches liegen, der von rohrförmigen oder

ίο Sechseckwaben-Strahlungsfallen und Parallelrippen-Strahlungsfallen erfaßt wird. Um diese Beziehung zu quantifizieren, wurde eine theoretische Analyse durchgeführt, anhand deren das Ausmaß des Strahlungseinfangs bestimmt wurde, der von Waben und parallelen Rippen mit unterschiedlichen Längenverhältnissen erzielt wird. Die Ergebnisse der Analyse sind in F i g. 11 dargestellt. Dort sind Werte für Q/Qo über dem Längenverhältnis L/D (oder dem Äquivalent H/S für parallele Rippen) aufgetragen. Dabei ist Q die Wärmeverlustrate von einer auf 100⁰C befindlichen schwarzen Oberfläche an eine andere schwarze Oberfläche von 0⁰C bei an Ort und Stelle befindlicher Strahlungsfalle, während Q₀ die Wärmeverlustrate zwischen den beiden gleichen Oberflächen, jedoch ohne Strahlungsfalle ist. Das Verhältnis Q/Qo ist ein Maß für die Effektivität der Strahlungsfalle, wobei niedrige Werte von Q/Qo eine wirkungsvollere Wärmeverlustverminderung anzeigen. Wie aus F i g. 11 hervorgeht, ist die Wabenstrahlungsfalle wirkungsvoller als die parallelen Rippen. Es ist ferner zu erkennen, daß für die Erzielung einer Verminderung der Strahlungswärmeverluste von mindestens 50% das Längenverhältnis L/D für Waben größer als zwei sein muß, während das Längenverhältnis für parallele Rippen über vier liegen muß. Aus Fig. 11 folgt ferner, daß nur noch eine unbedeutende Verringerung der Wärmeverluste ereicht wird, wenn Waben mit Längenverhältnissen von größer als zehn oder parallele Rippen mit Längenverhältnissen von mehr als 20 benutzt werden.

F i g. 11 zeigt ferner den Einfluß der Dicke der Zellenwand oder der Rippe auf die Herabsetzung der Wärmeverluste. So gelten die ausgezogenen Kurven für eine Dicke der Zellenwand oder Rippe von 0,05 mm, während die gestrichelten Kurven eine Zellenwand- oder Rippendicke von 0,16 mm darstellen. Es ist aus den Kurven klar zu erkennen, daß die dünneren Zeilenwände oder die kleineren Rippenabmessungen für eine wirkungsvollere Herabsetzung der Wärmeverluste sorgen. Vorzugsweise sollte die Dicke der Wabenzellenwand und der Rippen im Bereich von ungefähr 0,002 bis ungefähr 0,5 mm gehalten werden. Die Dicke der Zellenwände und der Rippen ist beispielsweise in den F i g. 1 bis 4 übertrieben veranschaulicht.

Die Fig. 12 und 13 zeigen schematisch die verschiedenen Mechanismen, die an der Übertragung von einfallendem Sonnenlicht durch transparente Waben und spiegelnd reflektierende Waben beteiligt sind. Die Sonnenstrahlen werden durch Reflektion oder durch unmittelbaren Durchgang durch die Waben hindurch übertragen. Im Falle der spiegelnd reflektierenden Wabe 80

erfolgt die Übertragung der Sonnenstrahlen ausschließlich durch Reflektion, wie dies durch die Pfeile in der schematischen Darstellung der Fig. 13 angedeutet ist Dagegen werden im Falle der transparenten Wabe 82 die Sonnenstrahlen sowohl durch Reflektion als auch durch unmittelbaren Durchgang übertragen; dies ist durch Pfeile in der schematischen Darstellung der Fig. 12 angedeutet
Der zweifache Mechanismus von kombinierter Re-

flektion und Durchgang führt bei transparenten Waben gegenüber spiegelnd reflektierenden Waben zu höherer Gesamtübertragungsleistung. Wenn daher an Stelle einer reflektierenden Wabe die transparente Wabe als Strahlungsfalle benutzt wird, wird ein größerer Anteil des auffallenden Sonnenlichtes zu dem Absorber übertragen, wo das Licht in Wärme umgesetzt wird. Um diese Differenz zu quantifizieren, wurde eine theoretische Analyse der Übertragungsleistung einer klären Kunststoffwabe mit einem Längenverhältnis von zehn sowie für eine hochgradig reflektierende, metallisierte Wabe mit gleichem Längenverhältnis durchgeführt. Die Ergebnisse der Analyse sind in F i g. 14 dargestellt. Dabei ist die Gesamtübertragungsleistung der beiden Wabenordnungen als Funktion des Einfallswinkels des Sonnenlichts veranschaulicht. Es ist deutlich zu erkennen, daß die klare oder transparente Wabe bei allen über Null liegenden Einfallswinkeln eine höhere Übertragungsleistung als die reflektierende Wabe hat.

Die Strahlungsfalle muß nicht nur aus einem Werksioff bestehen, der für Sonnenstrahlen transparent ist, sondern auch für Infrarot- oder thermische Strahlung absorbierend wirken. Der Mechanismus, entsprechend dem eine Infrarot-Absorption in einer Waben-, Parallelrippen- oder einer ähnlichen Anordnung zu einem Strahlungsfalleneffekt führt, ist in Fig. 15 schematisch dargestellt. Thermische oder Infrarot-Strahlung wird von einem vorgegebenen Punkt auf dem Absorber 84 in diffuser Weise emittiert, wie dies beispielsweise für den Punkt 86 in der Darstellung nach F i g. 15 angedeutet ist. Bei einer Strahlungsfalle von ausreichend hohem Längenverhältnis (d. h. größer als zwei im Falle der Wabenordnung) trifft der größte Teil der emittierten Strahlung die Wände der Falle 88, wie dies z. B. am Punkt 90 gezeigt ist; sie wird dort absorbiert. Falls es zu erneuter Abstrahlung vom Punkt 90 kommt, trifft der größte Teil wieder auf die Wände der Falle 88 an anderer Stelle, z. B. dem Punkt 92, um dort absorbiert zu werden. Die von einem bestimmten Punkt 94 auf dem Absorber 96 emittierte und auf die Wände einer infrarotreflektierenden Waben-, Parallelrippen- oder ähnlichen Anordnung 98 auftreffende Infrarot-Strahlung läuft dagegen, wie in Fig. 16 dargestellt, in der durch Pfeile angedeuteten Weise in von dem Absorber 96 wegführender Richtung weiter; es kommt zu wenig oder keinem Einfang der Infrarot-Strahlung.

Außer den vorstehend erläuterten Bedingungen hinsichtlich der optischen Eigenschaften der Strahlungsfalle, muß die Falle auch aus einem Werkstoff gefertigt werden, der eine niedrige Wärmeleitfähigkeit hat, wie dies z. B. bei den meisten Kunststoffen und Gläsern der Fall ist. Um die Wichtigkeit der Verwendung eines Materials niedriger Leitfähigkeit für die Strahlungsfalle zu demonstrieren, wurde eine theoretische Analyse der Strahlungsfalleneigenschaften von schwarzen Aluminiumwaben (d. h. Material mit hoher Leitfähigkeit) und Kunststoffwaben (d. h. Material mit niedriger Leitfähigkeit) durchgeführt Dabei wurde die Beziehung zwischen dem oben definierten Verhältnis Q/Qo und dem Längenverhältnis LJD untersucht Die Ergebnisse sind in Fig. 17 dargestellt Die Kurve zeigt daß die aus einem Werkstoff hoher Leitfähigkeit gefertigte Wabe nicht als wirkungsvolle Strahlungsfalle arbeitet Dies ist auf den Umstand zurückzuführen, daß große Wärmemengen durch die Wand hindurch geleitet werden und die Verminderung des Strahlungswärmeübergangs aufgrund von Strahlungseinfang zunichte machen. Die aus Werkstoff mit niedriger Leitfähigkeit hergestellte Wabe ist frei von diesen Mängeln.

Eine Reihe von Experimenten wurde durchgeführt, um die unerwarteten Ergebnisse aufzuzeigen, die durch die Verwendung von transparenten Strahlungsfallen in Sonnenkollektoren für gasförmiges Wärmeträgermedium im Vergleich zu dem Einsatz solcher Fallen in bekannten Sonnenkollektoren für flüssiges Wärmeträgermedium (US-Zeitschrift Solar Energy, Bd. 9. (1965), Seite 159 bis 164) erzielt werden. Für diese Experimente wurden zwei Sonnenkollektoren für flüssiges bzw. für gasförmiges Wärmeträgermedium aufgebaut. Beide Sonnenkollektoren waren mit einer lichtdurchlässigen Abdeckung aus Glas und einer äquivalenten Menge an Wärmeisolation ausgestattet. Die beiden Sonnenkollektoren wurden zunächst entsprechend den Verfahren getestet, die von dem National Bureau of Standards entwickelt wurden und in NBSIR 74-635 beschrieben sind, um ihr thermisches Betriebsverhalten ohne Wabenanordnung zwischen der Abdeckung und dem Absorber zu bestimmen. Die Versuchsdaten wurden entsprechend dem von dem National Bureau of Standards aufgestellten Vorgehen aufgezeichnet; dabei wird der thermische Umwandlungswirkungsgrad »«< in Abhängigkeit von einem Kollektorfunktionsparameter aufgetragen, der definiert ist als

avB ~ 'ambl

7

Bei dieser Definition ist T_ng das Mittel aus der Eintritts- und der Austrittstemperatur des durch den Sonnenkollektor hindurchströmenden Wärmeträgermediums, während T_amb die Umgebungstemperatur ist. /»ist die Größe des Flusses der einfallenden Sonnenstrahlung. Der Funktionsparameter p* ist damit als Differenz zwischen der mittleren Gesamttemperatur im Kollektor und der Außentemperatur, dividiert durch die Größe der einfallenden Sonnenstrahlung, definiert Bei Raumheizungsanwendungen unter Einsatz von Sonnenkollektoren mit Luft als Wärmeträgermedium liegt dieser Parameter typischerweise zwischen ungefähr 0,04 und 0,08 m² °C/W. Die Versuchsergebnisse für die beiden Sonnenkollektoren ohne Wabenfalle sind in Fig. 18 in Form der Kurven A bzw. B dargestellt.

Bei beiden Sonnenkollektoren wurde dann eine Rohrwaben-Strahlungsfalle zwischen der Abdeckung und dem Absorber angeordnet Die Rohrwabenanordnung hatte ein L/D-Verhältnis von 10; sie war aus klarem Polycarbonat aufgebaut Die Wandstärke der rohrförmigen Waben betrug 0,09 mm. Bei dem Luft als Wärmeträgermedium verwendenden Sonnenkollektor war die Lage der Wabenstrahlungsfalle ähnlich wie in Fig.5. Der Aufbau der beiden derart modifizierten Sonnenkollektoren war grundsätzlich wiederum der gleiche; es war eine einzige Abdeckung vorhanden, und es wurde mit dem gleichen Isolationsmaterial gearbeitet. Die beiden Sonnenkollektoren wurden dann unter Verwendung des gleichen, oben erläuterten Vorgehens erneut getestet Die Versuchsergebnisse sind in Fig. 18 in Form der Kurven Cbzw. D veranschaulicht

Die beiden Kurvengruppen A, B und C, D zeigen deutlich, daß die Zunahme des Wirkungsgrades im Falle des Sonnenkollektors für gasförmiges Wärmeträgermedium wesentlich größer als bei dem Sonnenkollektor für flüssiges Wärmeträgermedium ist. Die Kurven lassen ferner erkennen, daß ohne Wabcnstrahlungsfallc der Sonnenkollektor für flüssiges Wärmeträgermedium einen höheren Wirkungsgrad als der Sonnenkollektor für

gasförmiges Wärmeträgermedium über den gesamten Bereich der Arbeitsbedingungen hat, während das Umgekehrte der Fall ist, wenn in die beiden Sonnenkollektoren die Wabenstrahlungsfallen eingebaut werden.

Um die Größe der Differenz der Wirkungsgradverbesserung deutlicher zu machen, die bei den beiden Sonnenkollektoren auf den Einbau der Wabenstrahlungsfalle zurückzuführen ist, zeigt Fig. 19 den partiellen Wirkungsgradanstieg gegenüber dem Wirkungsgrad der Sonnenkollektoren ohne Wabenanordnung. Über den gesamten Bereich der Arbeitsbedingungen hinweg ist der Anstieg des thermischen Wirkungsgrades bei dem Sonnenkollektor für gasförmiges Wärmeträgermedium wesentlich größer als bei dem Sonnenkollektor für flüssiges Wärmeträgermedium.

Eine weitere Gruppe von Experimenten wurde durchgeführt, um zu zeigen, wie wichtig es ist, die transparente Strahlungsfalle mindestens in festem mechanischem Kontakt mit der Abdeckung 12 zu halten. Die Versuche wurden mit einem einzigen Kollektor durchgeführt, dessen Aufbau ähnlich demjenigen nach F i g. 9 war. Der gasdurchlässige Absorber hatte V-Form. Die Versuche erfolgten unter Verwendung der gleichen rohrförmigen Wabenstrahlungsfalle, die benachbart der Unterseite der Abdeckung angeordnet war. Die Wabenstrahlungsfalle war aus Polycarbonatrohren mit einem Längenverhältnis von 7 und einer Wandstärke von 0,09 mm gefertigt. Die Strahlungsfalle wurde bei jedem der Versuche in unterschiedlicher Weise festgehalten. Bei dem ersten Versuch wurde die Strahlungsfalle mittels einer offenen Stützanordnung, bestehend aus dünnen, in gegenseitigem Abstand angeordneten, parallelen Stäben, lose gegen die Abdeckung gehalten. Bei dem zweiten Versuch wurde die Strahlungsfalle mittels einer durchgehenden Lage aus einem lichtdurchlässigen, luftundurchlässigen Material in Form einer glasfaserverstärkten Polyesterlage mit hoher Sonnenstrahldurchlässigkeit zwischen 0,85 und 0,90 gegen die Abdeckung gehalten. Bei dem dritten Versuch wurde die Strahlungsfalle mit der Abdeckung über ein Kleb- und Dichtmittel aus Silicongummi verbunden. Die Verbindung war derart beschaffen, daß Luft nicht zwischen der Abdeckung und der Wabenanordnung entlang der Abdekkung strömen konnte. Hinsichtlich aller übrigen Merkmale bleiben die Sonnenkollektoren während der Experimente die gleichen. Die Versuche wurden entsprechend dem oben genannten Verfahren des National Bureau of Standards durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in F i g. 20 graphisch dargestellt. Die Kurve A gibt die Ergebnisse des Versuchs wieder, bei dem die Wabenstrahlungsfalle mittels einer offenen Stützanordnung lose gegen die Abdeckung gehalten wurde. Die Kurve B stellt die Ergebnisse des Versuchs dar, bei dem die Strahlungsfalle mittels einer durchgehenden Lage aus luftundurchlässigem, lichtdurchlässigem Material an Ort und Stelle gehalten wurde. Die Kurve C gibt die Ergebnisse der Versuche wieder, bei denen die Wabenfalle mit einem klebenden Dichtmittel mit der Abdekkung unmittelbar verbunden wurde. Es ist aus den Kurven ersichtlich, daß bei einem niedrigen Wert von p* — entsprechend einem Niedertemperaturbetrieb der Sonnenkollektoren — der Sonnenkollektor mit der zusätzlichen luftundurchlässigen Schicht (Kurve B) einen niedrigeren Wirkungsgrad als die beiden anderen Geräte hat. weil zusätzliche Reflektionsverluste bezüglich eines gewissen Anteils der einfallenden Sonnenstrahlen auftreten. Es zeigt sich weiter, daß der Sonnenkollektor, bei dem die Wabenanordnung nur lose gegen die Abdekkung gehalten ist (Kurve A), eine raschere Verschlechterung des Betriebsverhaltens bei steigender Temperatur (entsprechend höheren Werten von p*) als die anderen Sonnenkollektoren erfährt. Dieser Effekt ist auf erhöhte Wärmeverluste zurückzuführen, die daraus resultieren, daß ein gewissser Anteil der strömenden Luft durch die Wabenanordnung hindurchtritt und mit der Abdeckung in Kontakt kommt. Keiner dieser Effekte wurde jedoch beobachtet, wenn die Wabenfalle unter

ίο Verwendung eines klebenden Dichtmittels mit der Abdeckung unmittelbar verbunden wurde (Kurve C). Dabei werden hohe Wirkungsgrade über den gesamten Arbeitsbedingungsbereich hinweg erzielt.

Die oben genannten Unterschiede hinsichtlich des Betriebsverhaltens lassen sich unter Bezugnahme auf die schematischen Darstellungen in den Fig.21a, 21b. 22a, 22b und 23a, 23b besser verstehen. Die Fig.21a, 21b zeigen die Verteilung der Reflektionsverluste bzw. die Art des Luftstroms in der Darstellung für den Sonnenkollektor, bei dem die Strahlungsfalle 34 mittels einer offenen Stützanordnung lose gegen die Abdeckung 12 gehalten ist. Wie in F i g. 21a durch Pfeile angedeutet ist, treten Reflektionsverluste in einer von dem Kollektor wegführenden Richtung nur an der Abdeckung auf.

Entsprechend den Pfeilen in Fig.21b gelangt ein Teil des den Sonnenkollektor durchlaufenden Luftstroms durch die Strahlungsfalle 34 hindurch, und er kommt mit der Abdeckung in Berührung, wo Wärmeverluste auftreten. Das Arbeitsverhalten dieses Sonnenkollektors ist durch die Kurve A in F i g. 20 dargestellt.

Die F i g. 22a und 22b zeigen die Art der Reflektionsverluste bzw. die Art des Luftstroms für den Sonnenkollektor, bei welchem die Strahlungsfalle 34 mittels einer luftundurchlässigen, lichtdurchlässigen Schicht 100 abgestützt ist. Entsprechend den Pfeilen in F i g. 22a treten Reflektionsverluste an der Abdeckung 12 und außerdem auch an der luftundurchlässigen Schicht 100 auf. Gemäß dem Pfeil in Fig. 22b wird der gesamte Luftstrom daran gehindert, in die Strahlungsfalle einzudringen. Dies ist auf das Vorhandensein der luftundurchlässigen Schicht 100 zurückzuführen. Die Wabenanordnung dient daher zusätzlich als Luftpuffer. Das Betriebsverhalten dieses Sonnenkollektors entspricht der Kurve B in F i g. 20. Wie die Kurve B erkennen läßt, führen bei niedriger Temperatur die erhöhten Reflektionsverluste in dem Sonnenkollektor zu einem niedrigeren Wirkungsgrad als bei dem Sonnenkollektor nach Kurve A, während bei höheren Temperaturen das Vorhandensein einer Luftpufferschicht einen Wirkungsgrad zur Folge hat, der größer als derjenige des Sonnenkollektors nach Kurve A ist.

Die Fig. 23a, 23b zeigen die Art der Reflektionsverluste bzw. die Verteilung des Luftstroms für den Sonnenkollektor, bei welchem die Strahlungsfalle 34 mit der Abdeckung 12 über ein klebendes Dichtmittel verbunden ist. Die Art der Reflektionsverluste ist grundsätzlich die gleiche wie in Fig. 21a; sie unterscheidet sich jedoch von der Art der Reflektionsverluste gemäß F i g. 22a dadurch, daß unterhalb der Abdeckung keine zusätzlichen Reflektionsverluste auftreten. Umgekehrt ist entsprechend F i g. 23b die Verteilung des Luftstroms im wesentlichen die gleiche wie bei dem Sonnenkollektor gemäß F i g. 22b, weil kein Luftstrom durch die Wabenanordnung hindurch zu der Abdeckung vorhanden ist. Die mit der Abdeckung verbundene Strahlungsfalle wirkt daher als Luftpuffer. Sie bildet eine stehende Luftschicht in der gesamten Wabenanordnung mit Ausnahme des untersten Teils der Wabenanordnune aus. wie

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dies in der Zeichnung durch die Pfeile angedeutet ist

In den Zeichnungen stehen die Wände der Strahlungsfalle senkrecht zur Abdeckung. Grundsätzlich kann jedoch die Strahl;"ngsfalle mit Wänden ausgestattet sein, die in anderen Winkeln mit Bezug auf die Abdeckung stehen, solange nur von den Zellenwänden reflektierte Sonnenstrahlung während normaler Arbeitsdauern nicht zurück in Richtung auf die Abdeckung geleitet wird. Für die meisten praktischen Zwecke kann davon ausgegangen werden, daß die normale Arbeitsdauer eine Zeitspanne von ungefähr 3 h vor und nach dem Sonnenhöchststand umfaßt Innerhalb dieser Zeitspanne fallen Sonnenstrahlen auf den Sonnenkollektor in einem Winkel zwischen ungefähr 45° und 90° zur Abdeckung auf. Für jeden vorgegebenen Bereich von Einfallswinkeln müssen die Zellenwände in einem Winkel stehen, der kleiner als ein gewisser kritischer Winkel mit Bezug auf die Senkrechte zur Abdeckung ist um zu gewährleisten, daß keine reflektierten Sonnenstrahlen zurück in Richtung auf die Abdeckung geleitet werden.

Die Ableitung des kritischen Winkels für den Bereich von Einfallswinkeln bis zu 45° gegenüber der Senkrechten zur Abdeckung ist in den F i g. 24a bis 24d schematisch wiedergegeben. Wie dort zu erkennen ist werden die Sonnenstrahlen die in einem Winkel von 45° zur Senkrechten zur Abdeckung einfallen, von der Abdekkung 12 entspechend dem Pfeil 102 teilweise reflektiert während sie zu einem anderen Teil die Abdeckung unmittelbar durchlaufen und auf die Zellenwand 104 treffen. Dort finden erneut teilweise ein Durchgang und teilweise eine Reflektion statt wie dies durch die Pfeile 106 und 108 dargestellt ist Wie in F i g. 24a schematisch wiedergegeben ist wird, wenn die Zellenwand 104 senkrecht zu der Abdeckung steht, der reflektierte Strahl 108 von der Abdeckung 12 weg — und in Richtung auf den Absorber gerichtet F i g. 24b zeigt die Verteilung der hindurchgelassenen und der reflektierten Strahlen für den Fall, daß die Zellenwand 104 in einem Winkel θ\ steht, der kleiner als der kritische Winkel 6c ist Der reflektierte Strahl 108 verläuft noch immer in einer Richtung, die von der Abdeckung weg — und in Richtung auf den Absorber führt. F i g. 24c zeigt die Lage der durchgelassenen und reflektierten Strahlen für den Fall, daß die Zellenwand 104 den kritischen Winkel 6c einnimmt und der refltktierte Strahl 108 parallel zu der Abdeckung 12 verläuft Bei dem in der Zeichnung dargestellten Einfallswinkel von 45° beträgt der kritische Winkel Qc 22,5° mit Bezug auf die Senkrechte zur Abdeckung. Wenn die Zellenwände in Winkeln Θ2 stehen, die größer als 6c sind, werden die reflektierten Strahlen 108 gemäß F i g. 24d zurück in Richtung auf die Abdekkung und weg von dem Absorber gerichtet. Die Zellenwände können daher in einem beliebigen Winkel liegen, der kleiner als der kritische Winkel bezogen auf die Senkrechte zu der Abdeckung ist, beispielsweise unter Winkeln, die kleiner als etwa 22,5° sind, wenn die normale Betriebsdauer von etwa 3 h vor Sonnenhöchststand bis etwa 3 h uach Sonnenhöchststand ist.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Sonnenkollektor mit einem Gehäuse, das mit einer auffallende Sonnenstrahlung durchlassenden, transparenten Abdeckung sowie mit einem Einlaß und einem Auslaß zur Ausbildung eines Strömungsweges für ein zu erhitzendes, gasförmiges Wärmeträgermedium versehen ist, mit einem gasdurchlässigen, Strahlungsabsorbierenden Absorber, der im Gehäuse in dem Strömungsweg derart angeordnet ist, daß er die auffallende, durch die transparente Abdeckung hindurchgehende Sonnenstrahlung aufnimmt und die absorbierte Wärme auf das entlang dem Strömungsweg und durch den Absorber hindurch laufende gasförmige Medium überträgt, sowie mit einer zwischen dem Absorber und der transparenten Abdeckung in Abstand von dem Absorber angrenzend an die dem Absorber zugekehrte Oberfläche der transparenten Abdeckung angeordneten Strahlungsfalle, die aus einem transparenten, aber für Infrarotstrahlung opaken Werkstoff gefertigt ist und eine Mehrzahl von mit dem Strömungsweg des gasförmigen Mediums in Verbindung stehenden offenen Zellen aufweist, wobei das den Absorber durchströmende Wärmeträgermedium unterhalb der Strahlungsfalle diese berührend geführt ist, nach Patent 27 35 487, dadurchgekennzeichnet, daß die Strahlungsfalle (26, 28, 30, 32, 34) mit der Abdeckung (12) in festem mechanischem Kontakt gehalten oder verbunden ist.

2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsfalle (26,28,30,32, 34) mittels einer offenen Abstützung in fester Anlage an der Abdeckung (12) gehalten ist.

3. Sonnenkollektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Abstützung ein offenes Maschengitter vorgesehen ist, das an der von der Abdeckung (12) abgewendeten Seite an der Strahlungsfalle (26,28,30,32,34) anliegt.

4. Sonnenkollektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung aus mehreren in Abstand voneinander angeordneten, parallelen Stäben besteht, die an der von der Abdeckung (12) abgewendeten Seite an der Strahlungsfalle (26, 28,30, 32,34) anliegen.

5. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellenwände senkrecht zu der Abdeckung (12) stehen.

6. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsfalle (26, 28, 30, 32, 34) aus Glas oder einem klaren Kunststoff aus der Polyvinylfluorid, Polykarbonat, fluoriertes Äthylenpropylen, Polymethylmethacrylat, aromatische Polysulfone, Polyethylenterephthalat, aromatische Polyester, Polyvinylidenfluorid, Hexafluorpropylen, Chlortrifluoräthylen und Tetrafiuoräthylen-Kopolymere umfassenden Gruppe gefertigt ist. eo