181989. lajstromszámú szabadalom • Napkollektor, főleg folyadék melegítésére
3 181989 4 erősített csőhálózata van. A találmány szerint a sugárzást abszorbeáló lemez(ek) a lemezvastagságot többszörösen meghaladó szélességben ragasztóval van(nak) a csőhálózat egy vagy több csövéhez hozzáerősitve. A találmány szerint lehetőség nyílik ragasztásos technológiával történő napkollektor előállítására. A ragasztásos technológia pedig megfelelő konstrukciós kialakítás esetén jelentősen csökkenti a napkollektor előállítási költségeit. A találmányt a továbbiakban kiviteli példák kapcsán, rajz alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra ismert napkollektor elrendezést mutat, a 2. ábra az 1. ábrán látható napkollektor A—A vonal mentén vett metszetének egy részlete, a 3. ábra ismert bordáscső metszetét és a benne lezajló hővezetési folyamatot a) fémes bordakötésnél, b) rossz hővezetésü anyaggal történő bordakötésnél szemléltető diagramot mutat, a 4. és 5. ábra a találmány szerinti napkollektor egy-egy kiviteli alakjának részletét mutatja metszetben, és a 6., 7. és 8. ábra a találmány szerinti napkollektor egy-egy további kiviteli alakjának részletét mutatja metszetben. Az 1. ábrán ismert napkollektor elrendezésben az I lemez alsó felületéhez forrasztással vagy hegesztéssel 2 csőhálózat, adott esetben egy csőregiszter van rögzítve. A 2 csőhálózat egyik gyüjtőcsövébe 3 nyíl irányában lép be a hideg víz, majd 10 sugárforrás, pl. a Nap sugárzásától felmelegedve a 4 nyíl irányában távozik. A napkollektor 1. ábrán A—A-val jelölt metszetének egy részletét a 2. ábrán ábrázoljuk. Ennek alapján látható, hogy a napkollektor tulajdonképpen w szakaszonként ismétlődő elemekből áll, amelyek működésük szerint is teljesen hasonlóak, és ahol a 2 csőhálózat csövei 5 forrasztással vagy hegesztéssel vannak az 1 lemezhez hozzáerősítve. A 3. ábrán egy ismert bordáscső 7 bordája 6 cső palástjához fémes 8 kötéssel van rögzítve. A 8 kötés a 7 borda 5 vastagságának megfelelő szélességű. A 8 kötés, pl. forrasztás itt ugyanúgy részt vesz a hőátadásban, mint a 2. ábra 5 forrasztása vagy hegesztése. A hőáram a 7 bordán 9 nyíl irányában folyik. A 3/a ábrán feltüntettük a hőmérséklet változását a bordáscső mentén. Látható, hogy a 7 borda 8 kötésében a 11 hőmérséklet gradiens ugyanolyan, mint magában a 7 bordában, mivel a 8 kötés forrasztásos, a 7 bordával közel azonos hővezetési tulajdonságú. Hasonló a helyzet a 6 cső anyagában is. A 6 cső belső falán viszont a folyadék határfelületén már kisebb 12 hőmérséklet esés mutatkozik a hőátadási ellenállás miatt. A folyadék belső 13 hőmérséklete a keresztmetszet mentén már egyformának tekinthető. A bordáscsőnek, mint hőtovábbító rendszernek hatásfoka azzal jellemezhető, hogy mennyi a különbség a 7 borda végének hőmérséklete és a 6 csőben cirkuláló folyadék 13 hőmérséklete között. Ha ez a különbség kicsi, a hatásfok jó, mert hiszen melegebb folyadék áll a felhasználó rendelkezésére. Alapvetően megváltozik azonban a rendszer viselkedése, ha a 8 kötés megvalósításánál a fémes kötés helyett valamilyen más, pl. műanyag kötést alkalmazunk. A hőmérséklet változását ez esetben a 3/b. ábrán követhetjük. A műanyag rossz hővezetóképessége miatt a 14 hőmérséklet esés a kötési szakaszon jelentős. Ehhez képest a folyadék hőmérséklete a hőátadási veszteségből eredő 12 hőmérséklet esés miatt még tovább csökken, úgy hogy a folyadék 13 hőmérséklete jelentősen kisebb a 7 borda végének hőmérsékleténél. Ez a tény többé-kevésbé közismert és emiatt a szakemberek a bordáscső jellegű hőátadó szerkezeteknél, amilyen a napkollektor is, mindeddig ragaszkodtak ahhoz a szabályhoz, amely szerint a borda illetve lemez és a cső kötése csak fémes lehet. A 4. ábra a találmány szerinti napkollektor egy lehetséges kiviteli alakjánál a folyadékot vagy gázt vezető csőhálózat 15 csöve és a sugárzást abszorbeáló 16 lemez egymáshoz erősítését mutatja. A 16 lemez a 15 csőhöz csatlakozó szélén 17 kiszélesedéssel van ellátva, és eme 17 kiszélesedés van a 15 cső palástjához 18 ragasztóval hozzáragasztva. A 18 ragasztó pl. egy- vagy kétkomponensű epoxigyanta lehet, amely célszerűen hővezetőképességet növelő adalékkal, pl. alumínium szemcsékkel van ellátva. A 18 ragasztó vastagsága előnyösen mindenütt kisebb mint 0,5 mm. Mind a hővezetőképesség, mind a ragasztó anyaggal való takarékoskodás szempontjából a még kellő kötési szilárdságot biztosító lehető legvékonyabb 18 ragasztó réteg az optimális. A 18 ragasztó viszonylag rossz hővezetóképessége ellenére az eredő hóáram itt mégis jelentős marad, mivel a 18 ragasztó 5» szélessége a 16 lemez Sb lemezvastagságának többszöröse, legalább ötszöröse, előnyösen 10—20-szorosa. Hasonló megoldást, de négyszög keresztmetszetű 19 csővel mutat az 5. ábra. A 22 lemez 21 kiszélesedése biztosítja a 20 ragasztó kellően nagy keresztmetszetét a 19 cső felé történő jó hőátadáshoz. A 4. és 5. ábrákon feltüntetett megoldások hőtechnikailag ugyan kifogástalanok, de gyártástechnológiájuk a 17 és 21 kiszélesedések miatt nem a legegyszerűbbek. A 6—8. ábrák egyszerűbben és olcsóbban kivitelezhető megoldásokat mutatnak. A 6. ábrán olyan, a találmány szerinti napkollektor egy részlete látható, ahol téglalap keresztmetszetű 23 csőhöz a sugárzást abszorbeáló 25 lemez a lemezsikból kinyúló, pl. behajlított 26 szélével csatlakozik. A 26 szél ugyanolyan széles lehet, mint az 5. ábra 21 kiszélesedése, így a 24 ragasztó számára hasonlóan nagy hővezetési keresztmetszet biztosítható. Az a körülmény, hogy — ellentétben az 5. ábrával — a 25 lemez nem a 26 szél közepéhez kapcsolódik, nem jelent lényeges veszteséget. A megoldás nagy előnye viszont, hogy a 25 lemez és a 26 szél igen egyszerűen — hajlítással — sík lemezből gyártható. A 7. ábrán a 6. ábrán levő megoldáshoz hasonló, találmány szerinti kivitel látható, ahol a csőhálózat 27 csöve kör keresztmetszetű. A csőhálózat lehet pl. olyan felépítésű, mint amilyen az I. ábrán látható. Igen előnyös az olyan kivitel, ahol azt alamíniumból levő egyetlen cső képezi, amely csőkígyóként van meghajlítva. A sugárzást abszorbeáló 29 lemeznek a lemezsíkból kinyúló körív alakú 30 széle a 27 cső palástjához 28 ragasztóval van hozzákötve. E megoldásnál a 30 szél sajtolással vagy görgőzéssel állítható elő. A konstrukció előnye a kör keresztmetszetű 27 cső, amely nagyobb nyomással terhelhető, mint a négyszög keresztmetszetű. A 8. ábra a találmány szerinti megoldás egy igen előnyös kiviteli alakját mutatja. A fekete abszorbeáló bevonattal ellátott alumínium 33 lemez a téglalap keresztmetszetű alumínium 31 csőhöz 32 ragasztóval van hozzáerősítve a 34 szélen, amely 34 szél a 33 lemez síkjában van. E megoldás a 33 lemez kiszabásán kívül semmilyen más előkészítést nem igényel a szerelésnél. A sugárzást abszorbeáló 33 lemez természetesen készülhet a csőosztásnak megfelelő szélességű lemezcsíkokból, de készülhet egy darab az összes 31 csövet illetve az egyetlen csőkígyót átfogó lemezből is. Szabadalmi igénypontok 1. Napkollektor, főleg folyadék melegítésére, amelynek sugárzást abszorbeáló lemeze és ehhez hozzáerősített csőhálózata van, azzal jellemezve, hogy a sugárzást abszorbeáló lemez(ek) (16, 22, 25, 29, 33) a lemezvastagságot (8b) több5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
