DE9406243U1

DE9406243U1 - Inverse absorber for solar panels

Info

Publication number: DE9406243U1
Application number: DE9406243U
Authority: DE
Original assignee: SOLINUS UMWELTTECHNIK GEWERBEZ
Current assignee: SOLINUS UMWELTTECHNIK GEWERBEZ
Priority date: 1994-04-14
Filing date: 1994-04-14
Publication date: 1994-08-25
Anticipated expiration: 2004-04-15

Description

GebrauchsmusteranmeldungUtility model application

Anmelder: Solinus Umwelttechnik-GewerbezentrumApplicant: Solinus Environmental Technology Business Centre

Verwaltungs- und Marketinggesellschaft mbH Ruhlsdorfer Str. 95
14532 StahnsdorfManagement and Marketing Company mbH Ruhlsdorfer Str. 95
14532 Stahnsdorf

Erfinder: Prof.Dr.-Ing.habil. Hans-Friedrich Hadamovsky 14532 KleinmachnowInventor: Prof.Dr.-Ing.habil. Hans-Friedrich Hadamovsky 14532 Kleinmachnow

Dipl.-Phys. Klaus Hantke, 14532 Kleinmachnow Ing. Uwe Reuter, 14532 Kleinmachnow Dipl.-Ing. Rudolf Pitzki, 14467 PotsdamDipl.-Phys. Klaus Hantke, 14532 Kleinmachnow Ing. Uwe Reuter, 14532 Kleinmachnow Dipl.-Ing. Rudolf Pitzki, 14467 Potsdam

Inverser Absorber für SonnenkollektorenInverse absorber for solar panels

Die Erfindung betrifft einen inversen Absorber für Sonnenkollektoren, bei dem die wärmetragende Flüssigkeit in flachen, breiten Kanälen fließt, die in eine Kunststoffplatte eingebracht sind. Um Wärmeverluste zu vermeiden, ist auf die Kunststoffplatte ganzflächig eine gute wärmeleitende Metallplatte aufgebracht, die in bekannter Weise mit einer wärmeabsorbierenden Oberfläche versehen ist. Die Kunststoffplatte ist so ausgebildet, daß auf eine zusätzliche Isolation und mechanische Stabilität verzichtet werden kann.The invention relates to an inverse absorber for solar collectors, in which the heat-carrying liquid flows in flat, wide channels that are incorporated into a plastic plate. In order to avoid heat loss, a good heat-conducting metal plate is applied to the entire surface of the plastic plate, which is provided with a heat-absorbing surface in a known manner. The plastic plate is designed in such a way that additional insulation and mechanical stability can be dispensed with.

1 Beschreibung1 Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen sogenannten inversen Absorber für Sonnenkollektoren nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1, bestehend aus einer schlecht wärmeleitenden Kunststoffplatte, in welche flüssigkeitsführende Kanäle eingebracht sind und die ganzflächig mit einer gut wärmeleitenden Metallplatte dicht abgedeckt ist.The present invention relates to a so-called inverse absorber for solar collectors according to the preamble of claim 1, consisting of a poorly heat-conducting plastic plate into which liquid-carrying channels are introduced and which is tightly covered over its entire surface with a good heat-conducting metal plate.

Sonnenkollektoren dienen in bekannter Weise zur Gewinnung von Wärmeenergie für Gebäude-, Brauchwasser- oder Schwimmbadbeheizung. Gattungsgemäße Sonnenkollektoren sind beispielsweise in den deutschen Offenlegungsschriften DE 3430640 Al, DE 3541713 Al, DE 3641887 Al und DE 4232367 Al beschrieben. Das allgemeine Prinzip besteht darin, daß der Absorber aus einem gut wärmeleitenden Metall besteht. In oder auf der Metallplatte befinden sich Rohre bzw. Kanäle, in denen die wärmetragende Flüssigkeit zirkuliert.Solar collectors are used in a known way to generate heat energy for heating buildings, domestic water or swimming pools. Generic solar collectors are described, for example, in the German laid-open specifications DE 3430640 Al, DE 3541713 Al, DE 3641887 Al and DE 4232367 Al. The general principle is that the absorber is made of a metal that conducts heat well. In or on the metal plate there are pipes or channels in which the heat-carrying liquid circulates.

Die Absorberkonstruktionen von modernen Flüssigkeitskollektoren verwendenThe absorber designs of modern liquid collectors use

a) ein Blech mit Rohren, die an das Blech von oben, von unten oder in der gleichen Ebene angelötet oder geschweißt sind,(a) a plate with tubes brazed or welded to the plate from above, from below or in the same plane,

b) Kanäle zwischen zwei zusammengeschweißten Blechen - einem wellen- oder sägeförmigen und einem ebenen Blech,b) Channels between two welded sheets - a corrugated or saw-shaped sheet and a flat sheet,

c) einen sogenannten Roll-Bond-Absorber aus Aluminium oderc) a so-called roll-bond absorber made of aluminium or

d) einen sogenannten Sunstrip-Absorber mit einem Kupferrohr zwischen zwei dünnen Aluminiumlamellen.d) a so-called sunstrip absorber with a copper tube between two thin aluminum fins.

Die Sonnenenergie wird von der Absorberplatte absorbiert und in innere Energie umgewandelt, wodurch die Temperatur der Absorberplatte und der darauf befindlichen Rohre ansteigt. In der Mitte der Platte zwischen zwei Rohren, welche von der Flüssigkeit durchströmt werden, ist die Temperatur höher als in der Nähe der Rohre. Von diesen Stellen fließt die Energie durch Wärmeleitung zu den kühleren Rohren.The solar energy is absorbed by the absorber plate and converted into internal energy, which increases the temperature of the absorber plate and the pipes on it. In the middle of the plate between two pipes through which the liquid flows, the temperature is higher than near the pipes. From these points the energy flows through heat conduction to the cooler pipes.

Die erhöhte Temperatur der Absorberplatte und Rohre gegenüber der Umgebung führt zu einem Energieverlust durch Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung, der um so höher wird, je inhomogener die Temperaturverteilung über der gesamten Absorberfläche ist.The increased temperature of the absorber plate and pipes compared to the environment leads to an energy loss through heat conduction, convection and radiation, which becomes higher the more inhomogeneous the temperature distribution over the entire absorber surface is.

Ein weiterer Nachteil dieser Konstruktionen besteht darin, daß unter dem Absorber eine wärmeisolierende Schicht und eine mechanisch stabilisierende Trägerplatte angeordnet werden muß.A further disadvantage of these designs is that a heat-insulating layer and a mechanically stabilizing carrier plate must be arranged under the absorber.

Diese Nachteile zu umgehen, besteht der erfindungsgemäße inverse Absorber aus einer schlecht wärmeleitenden, mechanisch stabilen Kunststoffplatte, in welche sehr flache aber extrem breite Kanäle angebracht sind, in denen die wärmetragende Flüssigkeit fließt, so daß die Wärmeübertragung verbessert wird.To avoid these disadvantages, the inverse absorber according to the invention consists of a poorly heat-conducting, mechanically stable plastic plate into which very flat but extremely wide channels are installed in which the heat-carrying liquid flows, so that the heat transfer is improved.

Auf die Kunststoffplatte ist ein Metallblech aufgebracht, das ganzflächig die Sonnenenergie aufnimmt und an die Flüssigkeit in den Kanälen überträgt.A metal sheet is attached to the plastic plate, which absorbs the solar energy over its entire surface and transfers it to the liquid in the channels.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein solcher Kunststoff gewählt, der nahezu den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizient wie das Metall, vorzugsweise Kupfer, hat. In bekannter Weise wird die Metallplatte mit einer wärmeabsorbierenden Oberfläche versehen.According to a further aspect of the invention, a plastic is selected that has almost the same coefficient of thermal expansion as the metal, preferably copper. In a known manner, the metal plate is provided with a heat-absorbing surface.

In Fig. 1 ist als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen inversen Absorber dieser im Querschnitt gezeichnet. In eine temperaturbeständige Kunststoffplatte (1) mit den Abmessungen von ca. 2000 &khgr; 1000 mm wird ein Kanalsystem eingebracht. Der rechteckige Querschnitt der Kanäle (2) beträgt ca. 20 mm Breite und ca. 3 mm Tiefe. Die Dicke der Platte von 5 - 10 mm gewährleistet eine ausreichende Wärmeisolation bezüglich der Rückseite des Kollektors und eine ausreichende mechanische Stabilität. In Fig. 1, an embodiment of an inverse absorber according to the invention is shown in cross section. A channel system is inserted into a temperature-resistant plastic plate (1) with dimensions of approx. 2000 x 1000 mm. The rectangular cross section of the channels (2) is approx. 20 mm wide and approx. 3 mm deep. The thickness of the plate of 5 - 10 mm ensures sufficient thermal insulation with respect to the back of the collector and sufficient mechanical stability.

Auf der Kunststoffplatte wird in ganzer Fläche ein Kupferblech (3) mit einer Dicke zwischen 0,5 - 3 mm aufgebracht. Das kann durch Aufschrauben oder Aufkleben auf die Stege, die zwischen den Kanälen stehen, erfolgen. Der Absorber wird dann unter Verzicht auf eine zusätzliche Rückseitenisolation und mechanische Verstärkung in bekannter Weise in einen Rahmen (4) mit tratnsparenter Abdeckung (5) gebracht.A copper sheet (3) with a thickness of between 0.5 - 3 mm is applied to the entire surface of the plastic plate. This can be done by screwing or gluing it onto the webs that are between the channels. The absorber is then placed in a frame (4) with a transparent cover (5) in the usual way, without additional rear insulation and mechanical reinforcement.

1 Kunststoffplatte Z Kanäle 3 Kupferplatte 4- Rahmen 1 Plastic plate Z channels 3 Copper plate 4- Frame

5 Transparente Abdeckung5 Transparent cover

Claims

Protection claims

1. Absorber for solar collectors, characterized in that heat-carrying liquid flows in channels that are incorporated in a plastic plate and a high level of efficiency is achieved by using a metal plate to cover and seal the entire surface.

2. Absorber for solar collectors, characterized in that

that the plastic plate is made of a temperature-resistant material with approximately the same thermal expansion coefficient as the metal plate.

3. Absorber for solar collectors, characterized in that

that in order to achieve a high level of efficiency, the heat-carrying fluid flows in flat but very wide channels, so that they take up more than 75% of the absorber surface.

4. Absorber for solar collectors, characterized in that by using a plastic plate with a low thermal conductivity coefficient, additional thermal insulation and mechanical stabilization measures on the rear side of the collector can be dispensed with.