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DE2839447A1 - Solar heating system for hot water and room heating - uses photosensitive or thermionic element mounted on rotary rollers - Google Patents

Solar heating system for hot water and room heating - uses photosensitive or thermionic element mounted on rotary rollers

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Publication number
DE2839447A1
DE2839447A1 DE2839447A DE2839447A DE2839447A1 DE 2839447 A1 DE2839447 A1 DE 2839447A1 DE 2839447 A DE2839447 A DE 2839447A DE 2839447 A DE2839447 A DE 2839447A DE 2839447 A1 DE2839447 A1 DE 2839447A1
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DE
Germany
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solar
thermionic
heating
photo
elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2839447A
Other languages
German (de)
Inventor
Gerhard Von Dipl Ing Hacht
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Priority to DE2839447A priority Critical patent/DE2839447A1/en
Publication of DE2839447A1 publication Critical patent/DE2839447A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/60Arrangements for cooling, heating, ventilating or compensating for temperature fluctuations
    • H10F77/63Arrangements for cooling directly associated or integrated with photovoltaic cells, e.g. heat sinks directly associated with the photovoltaic cells or integrated Peltier elements for active cooling
    • H10F77/68Arrangements for cooling directly associated or integrated with photovoltaic cells, e.g. heat sinks directly associated with the photovoltaic cells or integrated Peltier elements for active cooling using gaseous or liquid coolants, e.g. air flow ventilation or water circulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
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    • F24S23/70Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/77Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with flat reflective plates
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

The heating system for a hot water supply and room heating using solar heat collected, as in the main patent, uses photosensitive or thermionic elements instead of absorber plates through which a heat exchange fluid circulates. These elements have flat or gradually curved surfaces both sides which are radiation sensitive. They may be mounted on round or polygonal section rotating rollers, which may be e.g. sequare. They act both as current generators and as heat absorbers, and can be used to charge batteries. Their effect can be long term so that the charge built up in summer can be used in winter.

Description

Zusatzpatent-Anrne_!.üung zur naupt-Anr.eldung FAdditional patent application for registration F

Titel :Title:

£^--^-_-_■"-_"Baueimheit zur Heizungs- unä BräüciäwMser-Erwärrfiimg£ ^ - ^ -_-_ ■ "-_" Construction unit for heating and brewing hot water

T^ τη r T ^ τη r

..Anmelder :..Register:

Dipl.-Ing. "Gerhard von Haeht pürerstr. 6000 FrankfurtDipl.-Ing. "Gerhard von Haeht pürerstr. 6000 Frankfurt

030013/0083030013/0083

Xn der Hauptanmeldung P 28 38 3ij.0.6 bzw. G 78 26 101 -5 ist eine Konstruktion beschrieben, bei der Oberflächenplan-Urnlenkspiegöl die Sonnen- bzw. Globalstrahlung einer mehrfach größeren Strahlungsempfangsfläche, auf die Oberfläche eines Plachabsorbers eines s iiülar-Kollektors mit wesentlich kleineren Planflächen-Abmessungen konzentrieren*Xn the main application P 28 38 3ij.0.6 or G 78 26 101 -5 a construction is described in which the surface plan Urnlenkspiegöl the solar or global radiation of a multiple larger radiation receiving surface on the surface of a plan absorber of a secondary collector with essential Concentrate smaller plane surface dimensions *

Durch die verwendeten Urnlenk-Planspiegel ist nicht nur eine größere Strahlungs-Auffangfläche - größeres Kollektorfenster gegeben, sondern diese Konstruktion ermöglicht auch eine beidseitige Bestrahlung des Plachabsorbers. % The urn-deflecting plane mirror used not only provides a larger radiation-collecting surface - larger collector window, but this construction also enables the plane absorber to be irradiated on both sides. %

In der Hauptanmeldung wurde bereits beschrieben, daß man als J Flachabsorber, eine einfache geschv/ärzte Blechplatte als Heiz- \ platte verwenden kann.In the parent application has already been described that as J flat absorber, a simple geschv / physicians metal plate as heating \ plate can use.

In der nachstehend beschriebenen Erfindung v/ird die Umlenk-Plan-Spiegel-Koristruktion dazu verwendet, die Sonnen- und Globalstrah- rIn the invention described below, the deflection plan mirror structure is used used to generate the solar and global rays

ί lung auf eine Solarelementflache, die anstelle des Flachabsorbers iir. Kollektorgehäuse angeordnet ist, zu lenken.on a solar element surface, which instead of the flat absorber iir. Collector housing is arranged to steer.

Kbenso, wie in der Hauptanmeldung beschrieben, können die Solarelernentfläehen beidseitig bestrahlt werden. Man wird deshalb die Solsrelernente, die anstelle des Flachabsorbers abgeordnet sind, an ihren beiden Seiten-Planflächen mit strahlungsempfindlichen Empfangsschichten ausrüsten. Dadurch verdoppelt sich, pro Solar-In the same way as described in the main application, the solar modules can be developed be irradiated on both sides. One is therefore the Solsrelernente, who are delegated instead of the flat absorber, Equip both side flat surfaces with radiation-sensitive receiving layers. This doubles per solar

2 elementplatte gesehen, der Wirkungsgrad je cm -Plattenmaterial.2 element panel, the efficiency per cm panel material.

Auf diese .-/eise erreicht man also den doppelten Nutzungsgrad gegen- \ fiber nur einseitig bestrahlbaren, üblichen Solarelementen.In this .- / else is thus only one side is the double utilization counter \ fiber can be irradiated, conventional solar panels.

Die Verwendung der in der Hauptanmeldung beschriebenen Umlenk-Planspiegel-Konstruktion hat noch einen weiteren Vorteil. In der Hauptanmeldung wurde beschrieben, wie im Beispiel eine 6 m groß** Strahlungse-ftpfangsfläche auf die beiden Absorber-Planseiten konzentriert wurde.The use of the deflecting plane mirror construction described in the main application has another advantage. In the main application it was described how in the example a 6 m tall ** Radiation receiving area concentrated on the two plan sides of the absorber became.

Pro Ausorber-Planfläche ergibt sich also eine Strahlungskonzentration uiu den Faktor 1,5 beidseitig gesehen, um den Faktor 3-For each plane surface area there is a radiation concentration uiu a factor of 1.5 seen on both sides, by a factor of 3

Verwendet man nan anstelle des Flachabsorbers beidseitig bestrahbare Solarelemente, dann ergibt sich auch für diese eine um den Faktor 3 verdichtete Bestrahlung, d. h, auf das Solarelement trifft, zwnp beidseitig, jedoch eine verdreifachte PhotonenbestrahlungIf solar elements that can be irradiated on both sides are used instead of the flat absorber, then this also results in an irradiation that is condensed by a factor of 3, ie. h, hits the solar element , zwnp on both sides, but a tripled photon irradiation

auf. ί on. ί

Dss Prinzip, durch Umlenk-Planspiegel mit einer größeren Empfangs- | fl'-iciie, Sonnen- und Globalstrahlung auf eine wesentlich kleinere |Dss principle, through deflection plane mirror with a larger receiving | fl'-iciie, solar and global radiation on a much smaller |

03G013/0083 I03G013 / 0083 I.

f «4 « · * tf «4« · * t

aber beidseitig mit Stra'niungsempf a'rigsfläcnen versehene Solarelementplatten zu konzentrieren, ergibt - im angezogenen Beispiel einen dreifachen Nutzungswert, gegenüber den bislang bekannten, nur einseitig bestrahlbaren Solarelemente.but solar element panels provided on both sides with radiation sensing surfaces to concentrate, results - in the example cited above - only three times the value in use compared to the previously known Solar elements that can be irradiated from one side.

Wenn mit einseitig bestrahlbaren Solarelementen bislang Nutzungsgrade um etwa 15% erreicht wurde können mit der in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Konstruktion bei gleicher Elementplattengröße dreifache Nutzungswerte erreicht werden. If efficiency levels of around 15% have so far been achieved with solar elements that can be irradiated from one side, three times the utilization values can be achieved with the construction described in the present invention with the same element panel size.

Voraussetzung ist dabei, daß die Solarelemente in ihrem inneren Aufbau nicht so konstruiert sind, daß ihr Sättigungsbereich das Erreichen solch hoher Nutzungsgrade nicht von vorneherein ausschließt.The prerequisite is that the internal structure of the solar elements is not designed in such a way that their saturation range does not exclude the achievement of such high degrees of utilization from the outset.

Da die Sonnenstrahlung nur am Tage für einige Stunden gegeben ist, wird man die erzeugte, elektrische Leistung der Solarelemente zunächst in Akkumulatorenbatterien speichern, bis sie benötigt wird.Since the solar radiation is only given for a few hours during the day, the generated electrical power of the solar elements will first be stored in accumulator batteries until it is needed will.

Der größte Teil der im Haushaltsbereich benötigten Energie (etwa 8j %) wird für die Beheizung verbraucht. -Es .liegt deshalb der Gedanke nahe, geeignete Methoden zu finden, die die notwendige Heizungsenergie auf ein Minimum herabsenken.Most of the energy required in the household sector (around 8 %) is used for heating. -It therefore suggests itself to find suitable methods that reduce the heating energy required to a minimum.

Es sind schon verschiedene Methoden beschrieben worden, die im wesentlichen darauf abzielen, die benötigte Heizungsenergie im Haushaltsbereich durch Wärmerückgewinnungs-Prozesse und durch eine erhöhte Wärmeisolierung der Gebäude zu senken. Diese Vorschläge sind unter dem Begriff "Nullenergiehaus" bekannt geworden.Various methods have already been described which essentially aim to achieve the required heating energy in the Reduce the household area through heat recovery processes and through increased thermal insulation of the building. These suggestions have become known under the term "zero energy house".

Dabei werden V/asser-Wasser und/oder Luft-Wasser-Wärmepumpen eingesetzt mit deren Hilfe es gelingt, die der Wärmepumpen-Heizung zuzuführende Energie auf ein Drittel der Wärmepumpen-Leistung, dem Strombedarf der Wärmepumpe zu ihrem Betrieb, herabzusenken. V / ater water and / or air-to-water heat pumps are used used with the help of which it is possible to reduce the energy to be supplied to the heat pump heating to a third of the heat pump output, the electricity demand of the heat pump to operate it.

Eine Wärmepumpe mit einer beispielsweisen Heizleistung von 1o kWh bedarf nur einer Energiezufuhr von 3*3 kWh aus dem öffentlichen Stromnetz ( bzw. aequivalent an fossiler Energie).A heat pump with a heating output of 10 kWh, for example only requires an energy supply of 3 * 3 kWh from the public power grid (or equivalent of fossil energy).

Mit der vorliegenden Erfindung wird nun vorgeschlagen den Strombedarf der Wärmepumpe durch die vorstehend beschriebene "Flachkollektor-Konstruktion mit doppelseitigen Solarelementen sicher zustellen.With the present invention, the power requirement is now proposed of the heat pump thanks to the "flat-plate collector construction" described above with double-sided solar elements to deliver.

Wählt man die beidseitig bestrahlbaren Solarelementflächen groß genug, so vermag man den Strombedarf der Wärmepumpe voll abzudecken. 030013/0083If you choose large solar element surfaces that can be irradiated on both sides enough, one can fully cover the electricity demand of the heat pump. 030013/0083

Ill · ·Ill · ·

283944?283944?

Es ist dabei darauf hinzweisen, daß eine Wärmepumpe im intermittierenden Betrieb im allgemeinen nur über 2/3 eines 2lf.-Stunden-T ages eingeschaltet ist.It should be noted that a heat pump is intermittent Operation generally only over 2/3 of a 2-hour day ages is switched on.

Wenn man weiter beachtet, daß Zentralheizungen meistens in den Nachtstunden - für etwa 6-8 Stunden - ausgeschaltet sind, so reduziert sich die tägliche Betriebszeit der Heizung auf etwa 16 Stunden am Tag, wovon die Wärmepumpe im intermittierenden Betrieb wiederum nur für 2/3 dieser Zeit, d. h für etwa 11,6 Stunden = annähernd 12 Stunden eingeschaltet ist.If you also note that central heating is mostly in the Night hours - for about 6-8 hours - are switched off, the daily operating time of the heating is reduced to about 16 hours a day, of which the heat pump in intermittent operation only lasts 2/3 of this time, i.e. h for about 11.6 Hours = is on for approximately 12 hours.

Ein übliches 1 -Familienhaus benötigt etwa 1o kWh Heizleistung. Nach den vorauslaufenden Ausführungen, wäre also zur Sicherstellung des Wärmepumpen-Strombedarfs für etwa 12 Tagesstunden Betrieb, durch die Solaranlage 12 Stunden zu 3,3 kWh = 36,5 kWh/Tag bereitzustellen.A typical 1-family house requires around 10 kWh of heating power. According to the preceding explanations, to ensure the heat pump electricity demand would be for about 12 hours of operation, provided by the solar system for 12 hours at 3.3 kWh = 36.5 kWh / day.

In der Hauptanmeldung wurde im Beispiel schon beschrieben, daß aus einer Strahlungsempfangsfläche von 6 m durch die Umlenk-Planspiegel 1,8 kWh/m2 erzielt werden können.In the main application it was already described in the example that 1.8 kWh / m 2 can be achieved from a radiation receiving area of 6 m by means of the deflecting plane mirror.

Bei etwa k Stunden Sonnen- und Globalstrahlung, wird gemäß dem angezogenen Beispiel, eine um den Faktor 2o größere Fläche = 120 m geteilt durch Ij. Stunden Sonnenscheindauer = = rd 1(.O in Kmpfangsflache ausreichen, um etwa 36 kwh/Tag zu erzeugen und in den Akkumulatorenbatterien zu speichern.With about k hours of solar and global radiation, according to the example, an area larger by a factor of 2o = 120 m divided by Ij. Hours of sunshine = = around 1 (.O in reception area sufficient to generate around 36 kWh / day and store it in the accumulator batteries.

Beträgt der erzielbare Nutzungsgrad der Solarelemente, doppelseitig genutzt, etwa if.0 %, so ist diese Fläche (um von [j.o % auf 1 oo % zu kommen) noch einmal um das Zweieinhalbfache zu vergrößern, wodurch eine benötigte Fläche von 100 m2 entsteht.If the achievable degree of utilization of the solar elements, used on both sides, is about if.0 %, then this area (to get from [jo% to 1 oo % ) is to be increased again by two and a half times, resulting in a required area of 100 m 2 .

Eine schräggestellte, nach Süden ausgerichtete Dachfläche eines Satteldaches von Einfamilienhäusern hat üblicherweise mindestens eine halbe Dachflächengröße von etwa 10 - 12m Länge und in Dachfirst-Richtung etwa eine Dachbreite von 7-8 Metern.A sloping, south-facing roof surface of a gable roof of single-family houses usually has at least one half the size of the roof area of around 10 - 12 m in length and in the direction of the roof ridge about a roof width of 7-8 meters.

Mit einer gegebenen Dachfläche von 12,5 χ 8 m, erreicht man genau jene Dachgröße von 100 m2, die in unsrerem Beispiel zu fordern ist.With a given roof area of 12.5 8 m, exactly the roof size of 100 m 2 that is required in our example is achieved.

Vorausetzung ist dabei allerdings, daß die nach Süden ausgerichtete Satteldach-Hälfte (12,5 x 8 m) voll duroh durch wettersichereA prerequisite for this, however, is that the south-facing one Saddle roof half (12.5 x 8 m) fully duroh through weatherproof

Glasscheiben abgedeckt ist, hinter der die 'Umlenkspiegel-Konstruktionen mit den beidseitigen Solarelementen und die Speicher-AkkxLiulatorenbatterien auf dem Dachboden montiert sind.Panes of glass is covered, behind which the 'deflecting mirror constructions with the solar elements on both sides and the storage accumulator batteries are mounted in the attic.

T'iler diesen Voraussetzungen kann der Heizungsbedarf eines Ein-According to these prerequisites, the heating requirement of an

030013/0083030013/0083

■ « · * φ Φ * 9 ■ «· * φ Φ * 9

aus der s'o'larenergie" voll abgedeckt werden. Damio ist da3 sogenannte "Nullenergiehaus" technisch und wirtschaftlich ausführbar.from the s'o'larenergie "are fully covered. Damio is there a so-called "zero energy house" technically and economically executable.

In dem hier angezogenen Beispiel wurde davon ausgegangen, daß die Sonne für Iy Stunden am Tage scheint und so die Speicher-Akkumulatorenbatterien gefüllt werden können. Da nicht immer diese Sonnenstundenzahl gegeben iät, liegt der Gedanke nahe, eine möglichst große Dachfläche zu wählen, um möglichst viel Uberachuüentjrgie zu erzeugen und in den Akkumulatoren zu speichern.In the example given here, it was assumed that the sun shines for Iy hours during the day and so the storage accumulator batteries can be filled. Since this number of hours of sunshine is not always given, the idea is to choose the largest possible roof area in order to generate as much energy as possible and to store it in the accumulators.

Verwendet man anstelle von Satteldächern, nach Süden ausgerichtete, geneigte Plandächer, so können bei einem 1£",5> m langem und ebenfalls Ii?, 5 m breiten GeDäude, schon Ίίμ| m Dachfläche erreicht werden.If, instead of pitched roofs, south-facing, sloping flat roofs, so with a 1 £ ", 5> m long and also 5 m wide building, already Ίίμ | m of roof area achieved will.

tfählt man ein überkragendes Dach, das dann allerdings - nach unserem Beispiel eine Dachstuhlhöhe von mindestens 1 , £ m haben müßte, soetwa Dachflächen von I^ χ "!5 m = 225 m~ ohne weiteres möglich.If one fails to have a protruding roof, which, according to our example, would have to have a roof truss height of at least 1. £ m, a roof area of about 1 ½ "! 5 m = 225 m ~ is easily possible.

Bei einer solchen Dachfläche können also sogar Reserven von mehr als 10O 55 erreicht werden, bzw. nunmehr reichen <_ tägliche Sonnenstunuen aus, dem Strombedarf der Wärmepumpe abzudecken und den Tageshsizungsbedarf des Hauses zu gewährleisten.With such a roof area, reserves of more than 10O 55 can be achieved, or <_ daily are sufficient Sonnenstunuen from covering the electricity needs of the heat pump and to ensure the daily heating needs of the house.

Zur Herstellung der beidseitig strahlungsempfindlicnen Solarelemente, eignen sich natürlich Elementaufbauten aus aufgedampften Schichten. Als Träger der Aufdampfschichten dienen Glas- ode: glasklare Kunststoffplatten, gegebenenfalls - wie wir später sehen werden - auch Schwarzglasscheiben,For the production of the solar elements sensitive to radiation on both sides, Element structures made of vapor-deposited are of course suitable Layers. Glass ode serve as the carrier of the vapor deposition layers: clear plastic sheets, if necessary - as we will later will see - also black glass panes,

Anstelle von Solarelementen aus den bekannte*Kalbleiter-Materialier, können auch Thermionic-Blernente verwendet werden, mit denen bei geeigneter Ausbildung wesentlich höhere Nutzungsgrade (übe. Z5 &) als bei Solarelementen zu erreichen sind.Instead of solar elements made of the well-known * Kalbleiter material, Thermionic Blernente can also be used, with which, with suitable training, significantly higher degrees of utilization (above Z5 &) can be achieved than with solar elements.

Selbstverständlich wird man auch bei Verwendung dieser, die in der Erfindung beschriebenen Möglichkeit der doppelseitigen bestrahlung durch die Uinlenk-Planspiegel anwenden, sodaß bei gleicher Fläche eingesetzten Thermionic-Plattenmaterials wiederum der doppelte Nutzungseffekt - also etwa 70 % - zu erwarten ist.Of course, when using this, the possibility of double-sided irradiation by the Uinlenk plane mirror described in the invention will be used, so that the thermionic plate material used for the same area can again be expected to have a double use effect - i.e. about 70%.

Thermionic-Elemente arbeiten auf Wärmebasis. Es wurde bereits in der Hauptajnmeldung beschrieben, daß vorgesehen ist, den InnenraumThermionic elements work on the basis of heat. It was already in the Hauptajnmeldung described that there is provision for the interior

030013/0083030013/0083

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dt-s Kollektors r.it einem «Sormsn-'-^ö-klolaarstrahlungs-transparenten ,/ärr.e tr rige rmedium zu füllen und die eingestrahlte Wärme an einer schwarzen Blechplatte abzunehmen und auf das Wärmeträgernediun. zu übertragen.dt-s collector r.it a «Sormsn -'- ^ ö-klolaarstrahlungs-transparent to fill the medium and the radiated heat on a black sheet metal plate and on the heat transfer media. transferred to.

Anstelle der schwarzen Absorber-Blechplatte kann man auch die beidseitig -traLlungsempfindliehen Solar- oder- Thermionic-Elemente anordnen.Instead of the black absorber sheet metal plate, you can also use the Solar or thermionic elements that are sensitive to radiation on both sides arrange.

Die Oberflächen von Solarelementen sind ohnehin meistens schwarz, die Oberfläche der Thermionic-Elemente kann ebenfalls schwarzThe surfaces of solar elements are mostly black anyway, the surface of the thermionic elements can also be black

ausgebildet werden, so daß eine bestmögliche Wärmestrahlen Absorption erreicht wird.be formed so that the best possible heat radiation absorption is achieved.

In diesen Fällen erfüllt die im Kollektor angeordnete doppelseitig strahlungseirtpfindliehe Elementfläche zwei Aufgaben. Einmal erzeugt sie elektrischen Strom und zum anderen dient sie gleichzeitig als (Absorber-) Heizplatte, die die Solar- und Globalstrahlung an das Wärmeträgermedium weitergibt.In these cases, the one arranged in the collector fulfills both sides Radiation sensitive element surface two tasks. On the one hand it generates electricity and on the other hand it serves at the same time as an (absorber) heating plate, which transfers the solar and global radiation to the heat transfer medium.

An dieser Stelle ist daran zu errinnern, daß bei der Kollektor-Konstruktion nach der Hauptanmeldung, die zweite Fensterscheibe des Kollektorfensters vom Wärmeträge rmedium benetzt wird, wodurch. cLie sonst sn dieser Scheibe auftretenden Wänneverlusts üblicher 2-Scheiben-Kollektoren an das Wärmeträgermedium weitergegeben werden.At this point it should be remembered that the collector construction according to the main application, the second window pane of the collector window is wetted by the heat transfer medium, whereby. Otherwise heat loss occurring in this disc is more common 2-disc collectors are passed on to the heat transfer medium.

Sofern der in den Akkumulatorenbatterien gespeicherte Strom nicht völlig von der Wärmepumpe verbraucht wird, insbesondere wenn man eine 10O % größere Dachfläche wählt, kann noch Energie für Beleuchtungszwecke und Küchengeräte, etc. abgezweigt werden.If the electricity stored in the accumulator batteries is not completely consumed by the heat pump, especially if a 10O % larger roof area is chosen, energy can still be diverted for lighting purposes and kitchen appliances, etc.

Akkumulatoren sind geeignet, Strom über längere Zeit zu speichern. Da im Sommer viel Solarenergie anfällt, aber nur wenig Energie für Heizzwecke, d* hs dem Betrieb der Wärmepumpe benötigt wirdsollte die von der sehr großen Solardach-Spiegelfläche und Solar-Element- bzw. Thermionie-Flächen erzeugte Energie bis zur Winterszeit gespeichert werden.Accumulators are suitable for storing electricity over a long period of time. Since the summer accumulates much solar energy, but only a little energy for heating purposes, d * s h operation of the heat pump requires wirdsollte by the huge rooftop solar mirror surface and solar element or Thermionie surfaces generated energy is stored until the winter time.

Es wäre dem Energiespar-üedanken abträglich, die in der Sommerzeit ohnehin anfallende und erzeugte Energie mit vielstündiger Bestrahlung des Daches etwa ungenutzt zu lassen.It would be detrimental to the idea of saving energy in the summer Any energy generated and generated with irradiation lasting many hours to leave the roof unused.

Zwar wird durch die vorliegende Erfindung die Akkumulatoren-Industrie in einer neuen Richtung gefordert. Langzeit-Akkumulatoren mit mehr als (S Monaten Speicherzeiten herzustellen.Although the present invention, the accumulator industry challenged in a new direction. Long-term accumulators with storage times of more than (S months.

Wie wir aus anderen, kommerziellen Beispielen aber wissen, liegtAs we know from other, commercial examples, however, lies

030013/0 013 3030013/0 013 3

liegt eine solche Forderung im lösbaren Bereich.such a requirement lies in the solvable area.

Weiterhin ist darauf hinzweisen, daß bei einer Verwendung von beidseitig strahlungsempfindlichen Solar- und/oder Thennionie-Elementen als Flachabsorber über die Elementplatten Strom erzeugt werden kann, während über ihre schwarzen Flächen ein Wärmeaustausch an das Wärmeträgermedium erfolgen kann.It should also be pointed out that when using solar and / or Thennionie elements that are radiation-sensitive on both sides Generates electricity as a flat absorber via the element panels while a heat exchange to the heat transfer medium can take place via their black surfaces.

Damit ist eine Wärmepumpen-Zentralheizung über den elektrischen Weg und gleichzeitig eine Brauchwasser-Erwärmung über das niärmeträgerrnedium möglich.This means that heat pump central heating is via the electrical path and, at the same time, domestic water is heated via the Niary carrier medium possible.

Die_Vorteile der Erfindung seien hier noch, einmal herausgestellt ;The advantages of the invention should be emphasized here once more;

1 . 3-fach vergrößerte Strahlungsempfangsfläche1 . 3 times enlarged radiation receiving surface

2. doppelflächige Wärmeübertragung am Absorber2. Double-surface heat transfer on the absorber

3. doppel seitige Strahlungsempfindlichkeit und Nutzung der Solar- und/oder Thermionic-Elemente3. Double-sided radiation sensitivity and use of solar and / or thermionic elements

k' Verwendung schwarzer, doppelseitiger, optimaler Solar- k ' use of black, double-sided, optimal solar

und/oder Thermionic-Elementflächen als Flachabsorber $. großflächiger Wärmeaustausch an das Wärmeträgermedium über die beiden Planseiten des Absorbers oderan. idessen Stelleand / or thermionic element surfaces as flat absorbers $. Large-area heat exchange to the heat transfer medium via the two flat sides of the absorber or to. the same place

eingesetzter Elementflächen
6. Minderung der WärmeVerluste an der zweiten Fensterseheibe
used element surfaces
6. Reduction of heat losses on the second window pane

des Kollektorfensters
7- Isolierwandung ist gleichzeitig Träger der Oberflächen-Planspiegel-Konzentratoren
of the collector window
7- Isolierwandung is also the carrier of the surface plane mirror concentrators

B. energiesparender Einsatz von WärmepumpenB. energy-saving use of heat pumps

9. sinnvolle Speicherbarkeit von Soiarenergie in Akkumulatoren "ΐθ. 3-fach vergrößerter Nutzungseffekt gegenüber den bislang bekannten und üblichen Solarheizungen.9. Sensible storage of solar energy in accumulators "ΐθ. 3-fold increased use effect compared to the previous one known and common solar heaters.

11. daraus resultiert :11. This results in:

a) gleichzeitige Aufbereitung von Zentralheizungs- und Brauchwassera) simultaneous treatment of central heating and domestic water

b) Zentralheizung über Solar- und 'der Thermionic-Elemente Brauchwasser-Erwärmung über Wärmeträgermediumb) Central heating via solar and thermionic elements Domestic water heating using a heat transfer medium

c) Erzeugung elektrischer Überschuß-Energie zur Abdeckung des Strombedarfs von Haushaltsgeräten.c) Generation of excess electrical energy to cover the electricity needs of household appliances.

Nullenergielösung für Einfamilienhäuser ohne übertriebene V/ärmerückgewinnungsaniagen und Überdimension· ierte Wärme-Isolationen !Zero energy solution for single family homes without excessive V / poor recovery systems and oversized heat insulation !

030013/0083030013/0083

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Ergänzend ist aufzuzeigen, daß der in der Erfindung beschrieben KonstruktionsVorschlag eines Nullenergiehauses, eine Reihe von Industrie- und Handwerkzweigen tangiert. Einige seien zur Übersicht hier aufgeführt :In addition, it should be shown that the construction proposal of a zero-energy house described in the invention, a number of Branches of industry and handicrafts affected. Some are listed here for an overview:

1 . Halbleiter-Industrie :1 . Semiconductor industry:

Herstellung u. Lieferung der Solar-üad/oder Thermionic-Element e.Manufacture and delivery of the Solar-üad / or Thermionic-Element e.

2. Glas-Indus^rie :2. Glass industry:

a) Herstellung der Kollektorfenstera) Manufacture of the collector window

b) Glasträgerplatten für die Elemente γΞΞΞΞΞ c) Umlenk-Planspiegelb) Glass support plates for the elements γΞΞΞΞΞ c) Deflecting plane mirror

^==== d) Lieiferung des Glasmaterials für Glasdächer^ ==== d) Delivery of the glass material for glass roofs

ΞΞΞΞ. Ξ3. Kunststoff-Industrie :ΞΞΞΞ. Ξ3. Plastic industry:

Herstellung der Wärmeisolierung des KollektorsManufacture of the thermal insulation of the collector

"—=- ( mit Alu-Spiegelfolie)"- = - (with aluminum mirror foil)

ΞΞΞΞΞϋΙΐ-. Maschinen- u* Apparatebau :ΞΞΞΞΞϋΙΐ-. Machine and apparatus construction:

J=T^zIi! Beistellung der WärmepumpenJ = T ^ zIi! Provision of the heat pumps

Prof· ilstahlrahmen f. KollektorenProfiled steel frame for collectors

: ---5· Akkumulatoren-Industrie : : --- 5 Accumulator industry:

T~ Beistellung von Langzeit-SpeicherakkiunulatorenT ~ Provision of long-term storage batteries

: : 6. Chemie-Industrie ::: 6. Chemical industry:

Beistellung des strahlentransparenten WärmeträgermediumsProvision of the radiation-transparent heat transfer medium

■-" Wärmepumpen-Mittel■ - "Heat pump means

7. Dachdecker-Arbeiten7. Roofing work

8. Heizungsinstallations-Arbeiten8. Heating installation works

y · nick υ ΤΟ— iüa υ SLl _i_S.t XOIiS- Arboxtcli y · nick υ ΤΟ— iüa υ SLl _i_S.t XOIiS- Arboxtcli

10. Beratende und planerische Arbeitern durch Beratende Ingenieure und Architekten10. Advisory and planning workers by advisors Engineers and architects

Die vorgeschlagene nNullenergiehaus"-Lösung vermag also in ausführbarer und wirtschaftlcherweise dazu beitragen in großen Umfang Energie einzusparen und einen weit gestreuten Beschäftigungserrekt in mindestens - hier aufgezeigten -Io verschiedenen Industrie- und Handwerkszweigen auslösen und neue Arbeitsplätze zu schaffen.The proposed n zero-energy house "solution therefore can in executable and wirtschaftlcherweise help save energy on a large scale and widespread Beschäftigungserrekt in least - cause shown here -Io various industrial and craft sectors and to create new jobs.

Damit wird die Erfindung in die Gruppe der !.' volkswirtschaftlich sehr wertvollen Erfindungen" einzureihen seir.\.The invention thus belongs to the group of!. ' economically very valuable inventions.

030013/0083030013/0083

Claims (1)

IiItI it · *■■·IiItI it · * ■■ · CHUT-ANSPRDCHE :CHUT CLAIMS: Anspruchclaim baueinheit zur Heizungs- und Brauchwasser-Erwärmung durch oülarenergie unter Verwendung von Sonnen-Flachkollektor-Konstruktionen nach Haupanmeldung P 28 38 3J4.O.6 und G 78 26 101 .5 dadurch gekennzeichnet, daß in den Sonnen-Flachkollektoren nach P 28 38 3i|ü bzw G 78 26 101.5 anstelle von flUßigkeitaüurchflossenen Flachabsorbern, Photo- und/oder Thermionie-Klemep.te verwendet werden, die an ihren beiden Flachseiten oder leicht gewölbten Flächen strahlungsempfindlich sind.unit for heating and domestic water heating by oülarenergie using solar flat plate collector constructions according to main application P 28 38 3J4.O.6 and G 78 26 101 .5 characterized in that in the solar flat plate collectors according to P 28 38 3i | ü or G 78 26 101.5 instead of flat absorbers through which liquid flows, photo and / or thermionic clamps can be used, which are radiation-sensitive on both flat sides or slightly curved surfaces. Anspruch 2 :Claim 2: Baueinheit wie Anspruch 1 und diesem nachfolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in den Sonnen-Flachkollektor-Konstruktionen der Hau^tanmeldung Absorber aus Photo- und/oder Thermionic-Elfomentefla'chen verwendet werden, die auf rotierenden Rundoder VieIflachen-ii/alzen mit vieleckigem Querschnitt bestehen.Assembly as in claim 1 and this following, characterized in that in the flat solar collector constructions of the home application absorbers made of photo and / or thermionic elfomentefla'chen are used, which are mounted on rotating round or multi-surface rollers with a polygonal cross-section exist. Anspruch 3 · Claim 3 Baueinheit wie Anspruch 1 und diesem nachfolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Photo- und/oder Thermionic-Elemente gleichzeitig zur Stromerzeugung als auch als Solarwärme-Abjsorber im Solarkollektor dienen.A structural unit as in claim 1 and the following, characterized in that the photo and / or thermionic elements serve both to generate electricity and as solar heat absorbers in the solar collector. Anspruch claim U ·U · baueinheit wie Anspruch 1 und diesem nachfolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß dia Photo- und/oder Thermionict-Elemente in eiKfciu Solarkollektor mit einem flüßigen, strahlentransparenttm tfänneträgermedium angeordnet sind.A structural unit as in claim 1 and the subsequent one, characterized in that the photo and / or thermionic elements are arranged in a solar collector with a liquid, radiation-transparent tm carrier medium. Anspruch 5 »Claim 5 » Baueinheit viie Anspruch 1 und diesen nachfolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Solarkollektoren angeordneten Photo- und/oder Thermionic-Elemente, Akkumulatorenbatterien aufladen, die den Strombedarf von mono- oder bivalenten 'iärmejjuinpen ganz oder teilweise decken. Assembly viie claim 1 and the following, characterized in that the photo and / or thermionic elements arranged in the solar collectors charge accumulator batteries which completely or partially cover the power requirements of mono- or bivalent 'iärmejjuinpen. Anspruch 6 :Claim 6: Baueinheit wie Anspruch 1 und diesen nachfolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Photo- und/oder Thermionic-Assembly like claim 1 and these following, characterized in that the photo and / or thermionic .030013/0083.030013 / 0083 Ί Ί ·Ι Vl :'":"': 233944?Ί Ί · Ι Vl: '":"': 233944? Elemente aufgeladenen Akkumulatoren, den aus der Solarenergie erzeugten Strom über längere Zeit speichern, wobei sie im Sommer die Akkumuletoren laden, während im Winter ihre Ladung zur Erwärmung von Zentralheizungswasser bzw. anstelle dessen verwendete Wärmeträgermedien, sowie zur Brauchwasser-Erwärmung oder zur Deckung des Strombedarfs von Haushaltgeräten verwendet wird.Elements charged accumulators derived from solar energy Store generated electricity over a longer period of time, charging the accumulators in summer while charging them in winter for heating central heating water or heat transfer media used instead, as well as for heating domestic water or used to meet the electricity needs of household appliances. Anspruch 7 tClaim 7 t Baueinheit wie Anspruch 1 und diesen nachfolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine größere Anzahl der Sonnen-Plach-Kollektoren zu einer großen im Dachstuiil von Gebäuden angeordneten Konstruktion zusammengefaßt sind oder in gleicher Art im Freien zusammenmontiert sind. _ _ rA structural unit as in claim 1 and the following, characterized in that a larger number of the Sonnen-Plach collectors are combined to form a large structure arranged in the roof of buildings or are assembled in the same way in the open air. _ _ r 030013/0083030013/0083
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3383246A (en) * 1963-12-03 1968-05-14 Paul F. Ferreira Rotatable solar energy converter
US3988166A (en) * 1975-01-07 1976-10-26 Beam Engineering, Inc. Apparatus for enhancing the output of photovoltaic solar cells

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Title
DE-B.: BMFT (Hrgb.), Energiequellen für morgen?, Teil 2: Nutzung der solaren Strahlungsenergie, Umschau Verlag, Frankfurt/Main 1976, S. 64-88 und 266-279 *

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