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DE102006010578B3 - Solar collector to provide solar power has absorber foil consisting of graphite foil as carrier foil and heat absorbing foil - Google Patents

Solar collector to provide solar power has absorber foil consisting of graphite foil as carrier foil and heat absorbing foil Download PDF

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DE102006010578B3
DE102006010578B3 DE102006010578A DE102006010578A DE102006010578B3 DE 102006010578 B3 DE102006010578 B3 DE 102006010578B3 DE 102006010578 A DE102006010578 A DE 102006010578A DE 102006010578 A DE102006010578 A DE 102006010578A DE 102006010578 B3 DE102006010578 B3 DE 102006010578B3
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DE
Germany
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foil
absorber
solar collector
film
heat
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Application number
DE102006010578A
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German (de)
Inventor
Klaus Prof. Dr. Berndt
Matthias Dr. Ueltzen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ACM COATINGS GmbH
Original Assignee
ACM COATINGS GmbH
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Publication date
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Abstract

The solar collector consists of an absorber and tubes in thermal contact with it through which a heat carrier passes. The absorber is in the form of an absorber foil in three layers: (1a) a functional absorbent coating layer; (1b) heat-absorbing aluminum foil; (1c) graphite carrier foil. There may be heat-absorbing foils on both sides of the graphite foil.

Description

Die Erfindung betrifft einen Solarkollektor mit effizienten Wärmeübertragungseigenschaften.The The invention relates to a solar collector with efficient heat transfer properties.

Solarkollektoren werden auf dem Gebiet der Nutzbarmachung solarthermischer Energie eingesetzt.solar collectors are used in the field of harnessing solar thermal energy used.

Im Stand der Technik sind Solarkollektoren verschiedenster Bauart bekannt. Eine übliche Bauform besteht darin, die den Wärmeträger führenden Kupfer-Rohre mit einer absorbierenden Fläche stoffschlüssig zu verbinden. Insbesondere sind als Verbindungen das Verschweißen und das Verlöten der Absorberflächen mit den Wärmeträger führenden Kupfer-Rohren bekannt. Ebenso ist die Verwendung von Aluminium-Rohren theoretisch bekannt, jedoch verhindern die Fügeprobleme bei der Verarbeitung eine breite Anwendung dieser Technologie.in the State of the art solar collectors of various types are known. A usual Design consists in the heat transfer leading copper tubes with an absorbent area cohesively connect to. In particular, the compounds are welding and the soldering the absorber surfaces with the heat carrier leading copper tubes known. Likewise, the use of aluminum tubes is theoretical known, however, prevent the joining problems in processing a wide application of this technology.

Weiterhin ist bekannt, Absorber zur Verbesserung der Absorptionseigenschaften mit einer Beschichtung zu versehen. Dies ist erforderlich, weil Absorber sonst in Gegenden mit geringerer Verfügbarkeit solarer Energie nicht oder nur unter ungünstigsten wirtschaftlichen Bedingungen einsetzbar sind. Somit wird in der Regel ein Absorber mit einer Beschichtung ausgeführt, um eine höhere Absorptionleistung zu erreichen und dadurch wirtschaftlicher zu arbeiten.Farther is known absorber for improving the absorption properties to be provided with a coating. This is required because Absorbers otherwise not available in areas with low availability of solar energy or only under the most unfavorable economic conditions are used. Thus, in the Usually an absorber with a coating running to a higher absorption performance to achieve and thereby work more economically.

Dabei werden teilweise auch Beschichtungssysteme aus mehreren Schichten angewandt.there In some cases coating systems consisting of several layers are used applied.

Die Absorber bestehen zumeist aus Materialien wie Kupfer oder Aluminium, da eine hohe Wärmeleitfähigkeit aus der absorbierenden Fläche zu den Wärmeträger führenden Rohren gefordert ist. Die Absorber werden aus Platten, Blech, Folien u. Ä. ausgebildet.The Absorbers are usually made of materials such as copper or aluminum, because of a high thermal conductivity from the absorbent surface leading to the heat transfer medium Pipes is required. The absorbers are made of plates, sheet metal, foils u. Ä. educated.

Gleichfalls sind voll durchströmte Doppelbleche bekannt; diese konnten sich aber wegen verschiedenster Probleme nicht durchsetzen.Likewise are fully flown through Double sheets known; but they could because of a variety of Do not enforce problems.

Aus der DE 29 30 942 A1 ist ein Solarkollektorelement bekannt, das eine Vielzahl von im Wesentlichen parallelen, zwischen zwei Wärme leitenden Folien eingebetteten Rohren besitzt. Jedes Rohr weist dabei Rohransätze auf. Derartige Solarkollektorelemente werden hintereinander geschaltet. Das Solarkollektorelement besitzt zwei Rohre, die zwischen zwei Wärme leitenden Folien eingebettet sind. Die in der DE 29 30 942 A1 beschriebenen Solarkollektoren sind hauptsächlich als Absorptionselemente für Sonnenstrahlung verwendbar. Sie können jedoch auch als Wärmetauscher angewendet werden. Hierfür genügt es, in dem Rohr ein Fluid vorzusehen, das auf eine Temperatur gebracht wird, die wenigstens um 20°C größer als die Temperatur der Umgebung ist, die erhitzt werden soll. Die von diesen Wärmetauschern gelieferte Wärmeleistung liegt in der Größenordnung der Wärmeleistung von Radiatoren, die gewöhnlich aus Gusseisen oder aus Stahlblech bestehen. Im Falle dieser Verwendung der Absorptionselemente ist es für ein gutes Funktionieren nicht unbedingt notwendig, die Wärme leitenden Folien mit einer matten oder dunklen Farbe zu versehen.From the DE 29 30 942 A1 For example, a solar collector element is known which has a plurality of substantially parallel tubes embedded between two heat-conducting foils. Each tube has pipe connections. Such solar collector elements are connected in series. The solar collector element has two tubes embedded between two heat-conducting foils. The in the DE 29 30 942 A1 described solar collectors are mainly used as absorption elements for solar radiation. However, they can also be used as heat exchangers. For this purpose, it is sufficient to provide in the tube a fluid which is brought to a temperature which is at least 20 ° C higher than the temperature of the environment to be heated. The heat output provided by these heat exchangers is of the order of magnitude of the heat output of radiators, usually made of cast iron or sheet steel. In the case of this use of the absorption elements, it is not absolutely necessary for good functioning to provide the heat-conducting films with a matt or dark color.

Nachteilig an den im Stand der Technik bekannten Konstruktionen ist, dass diese durch hohe und steigende Rohstoffpreise, insbesondere für Kupfer, teuer sind und die Solarenergienutzung dadurch kostenineffizient ist.adversely it is known from the constructions known in the art that these high and rising raw material prices, especially for copper, are expensive and the solar energy use by cost inefficient is.

Weiterhin ist nachteilig, dass Maßnahmen ergriffen werden müssen, um beim Einsatz von Aluminium die Korrosion zu verhindern. Auch ist beim Einsatz von Aluminiumblech als Absorber das Laser-Schweißen sehr aufwändig; nachteilig ist insgesamt, dass die industrielle Fertigung auf typische stoffschlüssige Metall-Fügetechniken fixiert ist.Farther is disadvantageous that measures taken Need to become, to prevent corrosion when using aluminum. Also When using aluminum sheet as an absorber, laser welding is very important consuming; On the whole, it is disadvantageous that industrial production is based on typical cohesive metal joining techniques is fixed.

Bei Absorbern aus metallischen Blechen ist nachteilig, dass diese steif und nicht flexibel elastisch auf thermische Ausdehnung reagieren. Bei einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen Rohrmäander o. Ä. und Absorberblech ist es bei den zu erwartenden Stagnationstemperaturen (200-220 °C) im Allgemeinen nicht kritisch, weil die Rohrbögen ein elastische Element darstellen und die Löt-/Schweißverbindungen Spannungen aufnehmen können.at Absorbers made of metal sheets is disadvantageous that these rigid and not flexibly react elastically to thermal expansion. In a cohesive Connection between pipe meander o. Ä. and absorber sheet is at the expected stagnation temperatures (200-220 ° C) in general not critical, because the pipe bends represent an elastic element and absorb the solder / weld connections voltages can.

Außerdem haben diese Absorber ein beträchtliches Gewicht, was generell nachteilig ist.Besides, have these absorbers a considerable Weight, which is generally disadvantageous.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen solarthermischen Kollektor zur Verfügung zu stellen, der von hoher Leistung geprägt ist sowie kostengünstig und einfach produzierbar und aufzubauen ist.task The invention is to provide a solar thermal collector available which is characterized by high performance and cost-effective and is easy to produce and build.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Solarkollektor gelöst, der aus einem Absorber und damit thermisch in Kontakt stehenden, Wärmeträger führenden Rohren aufgebaut ist, wobei der Absorber aus einer Absorberfolie ausgebildet ist, welche aus mehreren Schichten als Verbund aufgebaut ist und mit den Wärmeträger führenden Rohren einen formschlüssigen Kontakt hat.According to the invention Task solved by a solar collector, consisting of an absorber and so that thermally in contact, heat transfer leading tubes is constructed, wherein the absorber is formed from an absorber film, which composed of several layers as a composite and leading to the heat transfer medium Pipes a form-fitting Contact has.

Der Solarkollektor ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Absorberfolie aus einer Graphitfolie als Trägerfolie und einer Solarstrahlung absorbierenden Folie ausgebildet ist.Of the Solar collector is inventively characterized in that the absorber foil consists of a graphite foil as support film and a solar radiation absorbing film is formed.

Weiterhin vorteilhaft ist, wenn die die Solarstrahlung absorbierende Folie als Aluminiumfolie ausgebildet ist und zusätzlich eine oder mehrere funktionale Absorptionsschichten vorgesehen sind.Farther is advantageous if the solar radiation absorbing film is formed as aluminum foil and additionally one or more functional Absorption layers are provided.

Der Solarkollektor erhält vorteilhafte Eigenschaften bezüglich der Wärmeübertragung, wenn die Absorberfolie unter mechanischer Spannung mit den Wärmeträger führenden Rohren thermisch kontaktiert ist. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Wärmeträger führenden Rohre von der Absorberfolie über einen Umschlingungswinkel α am Rohrmantel thermisch kontaktiert.Of the Solar collector receives advantageous properties with respect the heat transfer, when the absorber foil is under mechanical tension with the heat carrier Tubes is thermally contacted. According to one embodiment of the invention leading the heat transfer Tubes from the absorber foil over a wrap angle α on the pipe jacket thermally contacted.

Weiterhin sind nach einer Ausgestaltung der Erfindung Klemmen mit Stiften oder Gummistäbe vorgesehen, welche die Absorberfolie unter mechanischer Spannung mit den Wärmeträger führenden Rohren thermisch kontaktieren.Farther are according to an embodiment of the invention terminals with pins or rubber rods provided, which the absorber foil under mechanical tension with the heat transferring tubes contact thermally.

Nach der Konzeption der Erfindung ist die Absorberfolie funktional aus einer Trägerschicht aus Graphit und einer funktionalen Deckschicht mit absorbierenden Eigenschaften aufgebaut. Der Einsatz von Graphit erfolgt dabei speziell als Graphit-Folie, welche eine hohe Wärmeleitfähigkeit in der Fläche aufweist.To the concept of the invention, the absorber film is functional a carrier layer made of graphite and a functional covering layer with absorbent Properties built. The use of graphite is done specifically as graphite foil, which has a high thermal conductivity in the surface.

Durch die Trägerfolie wird eine selbstspannende Anordnung möglich, verbunden mit mechanischen Eigenschaften, welche den Wärmeübergang zu den Fluiden durch die besseren Kontakteigenschaften erhöhen.By the carrier film a self-tensioning arrangement is possible, combined with mechanical Properties that enhance the heat transfer increase the fluids through the better contact properties.

Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung besteht in der formschlüssigen Verpressung der Absorberfolie mit den Wärmeträger führenden Rohren durch Spangen oder Ähnliches.A Alternative embodiment of the invention consists in the positive compression the absorber foil with the heat carrier leading Pipes by clips or the like.

Eine weitere Ausgestaltung besteht in der elastischen Anpressung durch Stege, deren gummielastische Seite die Absorberfolie an die Wärmeträger führenden Rohre andrückt.A Another embodiment consists in the elastic contact pressure Webs whose rubber-elastic side lead the absorber foil to the heat transfer medium Presses pipes.

Die funktionale Trennung von Stütz- und Spannungsfunktion sowie Absorptionsfunktion ermöglicht die Kombination mit Metallfolien sowohl als Unterlage und/oder als Decklage. In letzterem Fall können die Metallfolien sehr dünn sein. Es kommen Foliendicken zwischen 30 μm bis 100 μm zum Einsatz.The functional separation of support and voltage function as well as absorption function allows the Combination with metal foils both as a base and / or as a cover layer. In the latter case can the metal foils very thin be. Film thicknesses between 30 μm and 100 μm are used.

Alternativ oder kumulativ ist die direkte Beschichtung von Graphitfolie mit bekannten Selektivschichten möglich. Beispielsweise seien hier Schwarzchrom oder Titan-Oxynitrid-Schichten genannt.alternative or cumulative is the direct coating of graphite foil with known selective layers possible. For example, here are black chrome or titanium oxynitride layers called.

Alternative Verfahren zur Herstellung der Wärmeübertragung zu den Kupferrohren oder zu anderen Rohren, wie zum Beispiel Aluminium, erfolgen durch mechanische Verfahren, also Andrücken, Aufspannen, Klemmen an Stelle von Löten oder Schweißen.alternative Process for the production of heat transfer to the copper pipes or other pipes, such as aluminum, done by mechanical methods, so pressing, clamping, terminals on Place of soldering or welding.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere in folgenden Punkten:

  • • Neue Materialien und Fügeverfahren ermöglichen technische Vereinfachungen des Systems; Höhere Flexibilität der Herstellungsverfahren (z. B. im Vergleich zum Laserschweißen), Vereinfachung der Fertigung (Wegfall von Fügeverfahren wie Löten, Schweißen, US-Fügen, Laserschweißen);
  • • Graphit absorbiert über einen breiten Spektralbereich und ist somit ideal selbst als absorbierende Schicht geeignet;
  • • Mechanische Kontaktierung ist mechanisch einfach durch Spangen oder Stege möglich, da Graphit sehr formschlüssig ist;
  • • Graphit-Folien sind langzeitstabil, wodurch kaum Ersatzinvestitionen nötig sind;
  • • Einsatz auch für konzentrierende/fokussierende Anordnungen möglich, insbesondere der Einsatz in Verbindung mit Parabolrinnen, Parabolspiegeln, Fresnel-Linsen u. a. fokussierenden Komponenten. Dabei können hohe Temperaturen entstehen. Graphit ist bis 400°C an Luft beständig;
  • • Einfache Montage aus vorgefertigten Komponenten möglich;
  • • Neue Materialkombinationen möglich durch Verhinderung von Elektro-Korrosion durch Graphit-Zwischenlage;
  • • Graphitfolie ist ökologisch unbedenklich, nicht toxisch, leicht zu entsorgen;
  • • Primärenergie-Einsatz zur Herstellung ist deutlich geringer als für Metalle;
  • • Umweltfreundlichkeit der Materialien und Verfahren bei der Herstellung der Absorber;
  • • Kürzere Energierücklaufzeit;
  • • Da keine Löt- oder Schweißverfahren eingesetzt werden, ist der Energieeinsatz für die Montage ebenfalls sehr gering.
The advantages of the invention are in particular in the following points:
  • • New materials and joining techniques allow technical simplifications of the system; Higher flexibility of manufacturing processes (eg compared to laser welding), simplification of production (elimination of joining processes such as soldering, welding, US-joining, laser welding);
  • • Graphite absorbs over a wide spectral range, making it ideal even as an absorbing layer;
  • • Mechanical contacting is mechanically simple by means of clips or webs possible because graphite is very positive fit;
  • • Graphite foils are long-term stable, which means that replacement investments are hardly necessary;
  • • Use also for concentrating / focusing arrangements, in particular the use in connection with parabolic troughs, parabolic mirrors, Fresnel lenses and other focusing components. This can cause high temperatures. Graphite is stable up to 400 ° C in air;
  • • Simple assembly from prefabricated components possible;
  • • New material combinations possible by preventing electrocorrosion through graphite interlayer;
  • • graphite foil is ecologically harmless, non-toxic, easy to dispose of;
  • • Primary energy use for production is significantly lower than for metals;
  • • environmental friendliness of materials and processes in the production of absorbers;
  • • shorter energy payback time;
  • • Since no soldering or welding processes are used, the energy input for assembly is also very low.

Es treten weitere ökonomische Vorteile hinzu:

  • • Die Graphitfolie ist preiswert, selbst wenn sie beschichtet wird;
  • • Die Herstellung von Solarthermie-Modulen ist wegen der einfachen Fertigung kostengünstig, es werden nur einfache Fertigungsausrüstungen benötigt, beispielsweise ist keine kostenaufwändige Anlage zum Laserschweißen erforderlich;
  • • Der geringere Energieverbrauch bei der Fertigung führt neben dem ökologischen Vorteil auch zu ökonomischen Vorteilen.
There are additional economic benefits:
  • The graphite foil is inexpensive, even if it is coated;
  • • The production of solar thermal modules is cost-effective because of ease of manufacture, requiring only simple manufacturing equipment, for example, no expensive laser welding equipment is required;
  • • The lower energy consumption during production leads not only to the ecological advantage but also to economic advantages.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:Further Details, features and advantages of the invention will become apparent the following description of embodiments with reference on the associated Drawings. Show it:

1: einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Absorberfolie, 1 : a section through an absorber film according to the invention,

2: in einem Schnitt durch das Rohrgestänge eines Solarkollektors eine erste Anordnung einer erfindungsgemäßen Absorberfolie, einseitig mit Solarlack beschichtete Graphitfolie, auf Rohrsystem angedrückt, 2 in a section through the pipe string of a solar collector, a first arrangement of an absorber film according to the invention, one side coated with solar paint graphite foil, pressed onto the pipe system,

3: in einem Schnitt durch das Rohrgestänge eines Solarkollektors eine zweite Anordnung einer erfindungsgemäßen Absorberfolie, an die Rohre geklemmte Folie mit Selektivbeschichtung nach oben oder Folienpaket aus Metallfolien und Graphitfolien mit stark absorbierender und wenig teemittierender Oberfläche (selektiv beschichtet), 3 in a section through the pipe string of a solar collector, a second arrangement of an absorber film according to the invention, to the tubes clamped film with selective coating up or foil pack of metal foils and graphite foils with highly absorbent and little teemittemittierender surface (selectively coated),

4: einen Ausschnitt der Draufsicht auf 3, 4 : a section of the top view 3 .

5: den Schnitt A-A gemäß 4, 5 : the section AA according to 4 .

6: Detailansicht Kupferrohr und Silikongummi mit Stahl-Seele, 6 : Detail view copper tube and silicone rubber with steel core,

Die Absorberfolie 1 besteht in der Ausführung gemäß 1 aus drei Schichten 1a bis 1c, wobei beispielsweise 1a eine absorbierende Beschichtung auf einer Aluminiumfolie 1b ist, welche mit der Graphitfolie 1c verbunden sind. Absorptionsschichten:
Schichten/Schichtfolgen: Titan-Oxynitrid-Schichten, Eloxal, Schwarzchrom,
Verbund: Graphit -Al, -Cu, -Mg, -elox. Al;
Alternativ sind auf der Ober- und der Unterseite der Graphitfolie 1c Beschichtungen 1a oder Aluminiumfolie 1b sowie Beschichtungen 1a angeordnet.
The absorber foil 1 consists in the execution according to 1 from three layers 1a to 1c where, for example 1a an absorbent coating on an aluminum foil 1b which is with the graphite foil 1c are connected. Absorption layers:
Layers / layer sequences: titanium oxynitride layers, anodizing, black chrome,
Compound: graphite -Al, -Cu, -Mg, -elox. al;
Alternatively, on the top and bottom of the graphite foil 1c coatings 1a or aluminum foil 1b as well as coatings 1a arranged.

Die Anordnung der Rohre, die das flüssiges Medium, den Wärmeträger, führen, erfolgt als Mäander – oder in Harfenschaltung.The Arrangement of the pipes containing the liquid medium, the heat carrier, lead, takes place as a meander - or in Harp circuit.

Die Absorberfolie 1 wird als Band alternierend über und unter die Rohre 2 geführt und am Rahmen mit einer Klemmhalterung verspannt. Der intime Kontakt zwischen Folie und Rohr wird durch verschiedene Maßnahmen erreicht:

  • 1. direkte Anschmiegung durch Verschränkung der Rohrgeflechte, nach 2, und
  • 2. Anpressung mit Spangen oder ähnlichen Elementen, gemäß 3, worunter auch Schienen oder Ähnliches fallen.
  • 3. die Verklebung mit Leitkleber, so dass eine einfache stoffschlüssige Verbindung entsteht, ist als optionale Maßnahme möglich.
The absorber foil 1 is used as a band alternating over and under the tubes 2 guided and braced on the frame with a clamp. The intimate contact between film and pipe is achieved through various measures:
  • 1. direct fitting by entanglement of the pipe mesh, after 2 , and
  • 2. Pressing with clips or similar elements, according to 3 , which also includes rails or the like.
  • 3. the bonding with conductive adhesive, so that a simple cohesive connection is formed, is possible as an optional measure.

In der Ausführung nach 2 ist die Absorberfolie 1 zwischen die Rohre 2 geflochten. Die Seitenränder der Folie 1 sind in Pfeilrichtung federnd gegen den Rahmen gespannt. Die hierfür erforderlichen Mittel und auch der Rahmen wurden nicht näher dargestellt. Im einfachsten Fall sind die Seitenränder der Folie 1 jeweils zwischen Leisten geklemmt und Zugfedern zwischen den Leisten und dem Rahmen gespannt. Durch die Zugspannung wird zum einen gesichert, dass die Folie 1 auch mit ihrer Unterseite an den Rohren 2 anliegt, und zum anderen erreicht, dass sich die Folie 1 gegenüber den fest im Rahmen eingespannten Rohren 2 seitlich bewegen und unterschiedliche Wärmedehnungen ausgleichen kann.In the execution after 2 is the absorber foil 1 between the pipes 2 braided. The margins of the film 1 are stretched in the direction of the arrow resiliently against the frame. The necessary funds and the framework were not shown in detail. In the simplest case, the margins of the film 1 each clamped between strips and tension springs stretched between the strips and the frame. The tension on the one hand ensures that the film 1 also with their bottom on the pipes 2 rests, and on the other hand, that the film 1 opposite the fixed clamped in the frame pipes 2 move laterally and can compensate for different thermal expansion.

Die Vorteile beim Aufbau als spannendes Rohrgestänge liegen darin, dass eine Erweiterung des Spektrums an einsetzbaren Materialien, wie zum Beispiel auf Aluminium-Rohre, erfolgt. Es sind weiterhin keine stoffschlüssigen Fügetechniken zwischen Folie bzw. Blech und Rohr erforderlich, wodurch insgesamt kostengünstige Systemlösungen bei großer Absorptionsleistung und gleichzeitiger Gewichtsverringerung durch den Einsatz von Aluminium statt Kupfer und Graphit statt Aluminium Blech Ressourcen schonend umgesetzt werden. Die Montage ist vereinfacht und damit Kosten sparend ausführbar.The Advantages of the construction as an exciting pipe string are that a Expansion of the spectrum of usable materials, such as on aluminum tubes. Furthermore, there are no cohesive joining techniques between foil or sheet and tube required, making a total of inexpensive system solutions at high absorption capacity and simultaneous weight reduction through the use of aluminum instead of copper and graphite instead of aluminum sheet conserving resources be implemented. The assembly is simplified and thus cost-saving executable.

In der zweiten Ausführung gemäß den 3 bis 5 liegt die Folie 1 von einer Seite auf den Rohren 2 auf. Die Folie wird an beiden Stirnseiten mit Klemmen an jedem Rohr 2 befestigt. Jede Klemme hat zwei die Rohre 2 umfassende Stifte 3 und eine Klemmschelle 4, wobei die Stifte 3 und die Klemmschellen 4 jeweils fest miteinander verbunden sind. Im Schnitt A-A (5) ist eine mögliche Anordnung zu sehen. Eine Art Selbstklemmung wird erreicht, wenn die Achsen der Stifte 3 unter den Achsen der Rohre 2 angeordnet sind. Mit den Klemmen wird einem Verrutschen der Folie 1 vorgebeugt. Die Folie 1 liegt eng an den Rohren 2 an.In the second embodiment according to the 3 to 5 lies the foil 1 from one side on the pipes 2 on. The foil is attached to both ends with clamps on each tube 2 attached. Each clamp has two tubes 2 comprehensive pens 3 and a clamp 4 , where the pins 3 and the clamps 4 each firmly connected. On average AA ( 5 ) is a possible arrangement to see. A kind of self-clamping is achieved when the axes of the pins 3 under the axes of the pipes 2 are arranged. With the clamps is a slipping of the film 1 prevented. The foil 1 is close to the pipes 2 at.

Beim Umschlingungswinkel muss man beachten, dass ein Folienblech nicht beliebig gebogen werden kann. Und eine große Berührungsfläche ist auch nicht notwenig für die Übertragung auf das Rohr, wie überraschenderweise gefunden wurde.At the Wrap angle you have to note that a foil sheet is not can be bent arbitrarily. And a large contact area is not necessary for the transmission on the tube, how surprisingly was found.

Eine Spannwirkung/Anpressen wird nur durch die Spange/Schelle o. Ä. erreicht.A Clamping / pressing is only by the clip / clamp o. Ä. reached.

Es ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Folie 1 auch anderweitig von oben auf die Rohre 2 gepresst werden kann, beispielsweise mit senkrecht zur Folie 1 federnd vorgespannten Leisten oder Schienen/Leisten mit elastischer Zwischenlage gemäß den Darstellungen in den Figuren.It is obvious to the person skilled in the art that the film 1 otherwise from the top of the pipes 2 can be pressed, for example, perpendicular to the film 1 resiliently biased strips or rails / strips with elastic intermediate layer according to the illustrations in the figures.

Typische Ausbildungen werden mit Folien erreicht, deren Dicke im Bereich von 0,03-0,5 mm liegt. Die Breite der Folienbahnen kann hier im Bereich von 0 bis 500 mm liegen, aber auch größere Breiten sind nicht ausgeschlossen.typical Trainings are achieved with films whose thickness in the range of 0.03-0.5 mm. The width of the film webs can here in Range from 0 to 500 mm, but also larger widths are not excluded.

Die Abstände, Durchmesser und Wandstärken der durchströmten Rohre sind aus Modellierungsrechnungen bestimmt, die eine Vielzahl von Parametern, wie die Druckfestigkeit, den Druckabfall bei der Durchströmung, die Wärmeübergangszahl, die kinematischen und dynamischen Fließeigenschaften der Fluide, den Wärmeübergang in Abhängigkeit von der Fließgeschwindigkeit u. a. m., erfassen.The spacings, diameters and wall thicknesses of the flow-through tubes are determined from modeling calculations involving a plurality of Pa rameters, such as compressive strength, the pressure drop in the flow, the heat transfer coefficient, the kinematic and dynamic flow properties of the fluids, the heat transfer as a function of the flow velocity, and so on.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung sind beispielsweise Rohre von 8 mm-12 mm Durchmesser mit Wandstärken von 0,4-1 mm in einem Abstand bis 150 mm einsetzbar Als Material ist Aluminiumrohr oder alternativ Cu-Rohr im Einsatz.To an advantageous embodiment, for example, pipes of 8 mm-12 mm diameter with wall thicknesses of 0.4-1 mm in one Distance up to 150 mm can be used as material is aluminum tube or alternatively copper tube in use.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel besteht aus einem Folienpaket, wobei die oberste Folie eine dünne Metallfolie, z. B. aus Aluminium oder Kupfer, mit einer Stärke 10 μm bis ca. 100 μm mit Selektivbeschichtung ist, eine mittlere dickere Folien- bzw. Blechlage oder auch ein mittleres Folienpaket von einer Gesamtstärke von 100 μm bis in den mm-Bereich mit hoher lateraler Wärmeleitfähigkeit den Wärmetransport aus der Fläche zu den Rohren gewährleistet, wobei hierzu vorzugsweise weichgeglühte Metallfolien oder -bleche und/oder Graphitfolie oder -blech verwendet werden und welches bei Bedarf durch eine untere Folie, die teilweise durchbrochen sein kann, oder durch ein Drahtnetz oder auch einzelne Drähte gehalten werden kann. Diese Folienpakete werden, wie oben beschrieben, mit den Rohren thermisch verbunden. In den Bereichen zwischen den Rohren kann das Folienpaket leicht zusammengedrückt werden, um den thermischen Kontakt zwischen den Einzelfolien auch bei unterschiedlicher thermischer Ausdehnung zu gewährleisten. Dies kann durch eine auf die Anwendungstemperatur abgestimmte Materialauswahl der Bestandteile des Folienpaketes und der Befestigung und/oder durch leichten Andruck von unten gegen das Folienpaket in den Bereichen zwischen den Rohren, was beispielsweise durch dazwischengestopfte Unterfütterung mit Mineralwolle geschehen kann, realisiert werden.One another embodiment consists of a film package, the top film being a thin metal foil, z. As aluminum or copper, with a thickness of 10 microns to about 100 microns with selective coating is, a medium thicker sheet or sheet metal layer or a middle foil package from a total thickness of 100 μm up to the mm range with high lateral thermal conductivity heat transport out of the plane Ensures to the pipes, For this purpose, preferably soft annealed metal foils or sheets and / or graphite foil or sheet are used and which at Needed by a bottom sheet that may be partially broken or by a wire mesh or individual wires can be kept. These Film packages become thermal with the tubes as described above connected. In the areas between the tubes, the foil package slightly compressed be to the thermal contact between the single sheets as well to ensure different thermal expansion. This can be achieved by a material selection tailored to the application temperature the components of the film package and the attachment and / or by light pressure from below against the film package in the areas between the pipes, which stuffed through, for example relining can be done with mineral wool realized.

11
Absorberfolieabsorber film
22
RohreTube
33
Stiftepencils
44
Klemmschelleclamp

Claims (8)

Solarkollektor aus einem Absorber und damit thermisch in Kontakt stehenden, Wärmeträger führenden Rohren (2), wobei der Absorber aus einer Absorberfolie (1) ausgebildet ist, welche durch weitere Folien- und/oder Blechschichten unterfüttert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorberfolie (1) aus einer Graphitfolie als Trägerfolie und einer Wärme absorbierenden Folie ausgebildet ist.Solar collector comprising an absorber and tubes which are in thermal contact with one another and heat transfer mediums ( 2 ), wherein the absorber from an absorber film ( 1 ), which is lined by further foil and / or sheet metal layers, characterized in that the absorber foil ( 1 ) is formed of a graphite foil as a carrier film and a heat-absorbing film. Solarkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme absorbierende Folie als Aluminiumfolie ausgebildet ist und zusätzlich eine funktionale Absorptionsschicht aufweist.Solar collector according to claim 1, characterized that the heat absorbent film is formed as aluminum foil and in addition a functional Has absorption layer. Solarkollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorberfolie (1) aus einer Graphitfolie als Trägerfolie und einer auf der Ober- und der Unterseite angeordneten Wärme absorbierenden Folie aufgebaut ist.Solar collector according to claim 1 or 2, characterized in that the absorber foil ( 1 ) is constructed of a graphite foil as a carrier film and a heat-absorbing film arranged on the top and bottom. Solarkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorberfolie (1) unter mechanischer Spannung mit den Wärmeträger führenden Rohren (2) thermisch kontaktiert ist.Solar collector according to one of claims 1 to 3, characterized in that the absorber film ( 1 ) under mechanical tension with the heat transfer-carrying tubes ( 2 ) is thermally contacted. Solarkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorberfolie (1) die Wärmeträger führenden Rohre (2) über einen Umschlingungswinkel α am Rohrmantel thermisch kontaktiert.Solar collector according to one of claims 1 to 4, characterized in that the absorber foil ( 1 ) the heat transferring tubes ( 2 ) thermally contacted via a wrap angle α on the tube jacket. Solarkollektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschlingungswinkel α im Bereich von 5° bis 180° ausgebildet ist.Solar collector according to claim 5, characterized in that that the wrap angle α in the range from 5 ° to 180 ° trained is. Solarkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Klemmschellen (4) mit Stiften (3) vorgesehen sind, welche die Absorberfolie (1) unter mechanischer Spannung mit den Wärmeträger führenden Rohren (2) thermisch kontaktieren.Solar collector according to one of claims 1 to 6, characterized in that clamps ( 4 ) with pins ( 3 ) are provided, which the absorber film ( 1 ) under mechanical tension with the heat transfer-carrying tubes ( 2 ) contact thermally. Solarkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Stege vorgesehen sind, welche die Absorberfolie (1) unter mechanischer Spannung mit den Wärmeträger führenden Rohren (2) thermisch kontaktieren.Solar collector according to one of claims 1 to 6, characterized in that webs are provided which the absorber film ( 1 ) under mechanical tension with the heat transfer-carrying tubes ( 2 ) contact thermally.
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