184740. lajstromszámú szabadalom • Hőkollektor
1 184 740 2 A találmány hőkollektor főleg napsugárzás hőenergiájának fölfogására és hasznosítására. Alumíniumból készült hőcserélő testet, ún. abszorbert tartalmaz. Az abszorber hőhordozó közeg áramoltatására alkalmas csőrendszerrel rendelkezik. A csőrendszernek a hőhordozó közeg belépésére és eltávozására szolgáló csatlakozási helyei vannak. Az abszorbernek hőenergia érkezési oldalával ellentett hátsó oldalán höveszteséget csökkentő hőszigetelés, a hőenergia érkezési oldalán pedig adott esetben fényáteresztö lefedés van elhelyezve. A XX. század IV. negyedében az energiatermelés az emberiség egyik legfőbb gondjává vált. Az már évtizedek óta köztudott volt, hogy a föld szilárd kérge alatt található olajkészlet legföljebb az ezredfordulóig láthatja el a szükségleteket, és ezért feltétlenül napirenden kell tartani más energiahordozók fölkutatását és hasznosításának kifejlesztését. A villamos áram legolcsóbb - vízi energiából való - nyerése nem valósítható meg bárhol, csak az erre alkalmas földrajzi (domborzati) adottságok esetén. A villamos energia előállítása hagyományos módja - szilárd tüzelő anyagnak (szénnek) hőerőművekben való elégetése-nem kielégítő hatásfokú, míg a nukleáris energiának villamos energiává való átalakítása ma még annyira drága, hogy általános elterjedéséről korai lenne beszélni. A fönnálló nehézségek miatt számos országban foglalkoznak - főleg az utóbbi évtizedben - olyan gondolatokkal, amelyek a természet által nyújtott energiáknak az emberiség szolgálatába állítását tűzik ki célúi. Ezek közé tartoznak mindenekelőtt azok a törekvések, amelyek a tengervíz árapály mozgásának, a széljárásnak, főleg pedig a napenergiának az energiatermelés szolgálatába állításán alapulnak. Az utóbbiaknak az a kézenfekvő tény kölcsönöz elsődleges jelentőséget, hogy a napsugárzás útján óriási hőmennyiség éri a földet. Kimutatták azt, hogy egy km2 földfelületre annyi hőenergia jut, hogy - ha az teljes egészében hasznosítható volna - az. egy kisebb település energiaszükségletét fedezné. A napenergia hasznosítására szolgáló szerkezeteket a szakirodalom napkollektoroknak nevezi, utalva arra, hogy ezek mintegy „összegyűjtik” a napsugárzás energiáját. Néhány tipikus példájukat az alábbiakban ismertetjük. . A 2.513.398 lajstromszámú NSZK közzétételi irat ún. lefedés nélküli, összegöngyölhető kivitelű szerkezetet ismertet. A napkollektort fényáteresztő és fekete színű fóliák kombinálásával alakítják ki, A fóliák sajátságos módon vannak egymáshoz erősítve, és ezáltal hőcse:é!ő közeg számára járatokat tudnak alkotni. Az említett szerkezet mint minden „lefedés nélküli” napkollektor, csak kb. 60 °C-ig terjedő hőmérséklettartományban üzemképes, és így csak meghatározott időszakokban alkalmazható. Kedvezőtlen a szerkezet nagy mérete is, ami a hőkapacitás hátrányos megnövekedésével jár. Más elven alapul az a „napkollektor-szegmens” elnevezésű megoldás, amely a 2.522.154 lajstromszámú NSZK közzétételi iratban található meg. Az elemek sajtolt vagy öntött fémszelvényekből készülnek, egymáshoz csatlakoztathatók, a hőhordozó közeg számára pedig csőjáratokat tartalmaznak. Előnyük, hogy a belső fény egy részét, illetve a föl melegedett abszorber hőkisugárzását a szomszédom szegmens irányába, tehát hasznosan verik viszsza. A javasolt szegmensek csak igen költséges techno'ógiával előállítható bonyolult profilokból alakíthatók ki, és emiatt az egész termék igen drága. Kedvezőtlen az is, hogy nincs megnyugtató módon megoldva a szegmenseknek kollektorrá való összeépítése, lefedése és hővédelme sem. A 2.605.927 lajstromszámú NSZK közzétételi ira ban szereplő „napkollektor” a máig ismert megoldások egyik legfejlettebb változatát ismerteti. Az abízorber sajtolt fémlemezből készül, amelynek anyagául a leírás a rezet ajánlja. Két fél-lemezből van összeállítva, és magában foglalja a hőhordó közeg áramlásához szükséges csöjáratokat. Maga a hőhordozó közeg a csőjáratokban elhelyezett műanyag vezetékekben áramlik, és az áramló közeg belső nyomása szorítja a fémfelülethez. Az alapgondolat helyes volta ellenére a megoldásnak több fogyatékossága is van. Ezek között a legfontosabb az, hogy a műanyag cső még teljes felilleti érintkezés esetén is hőszigetelő réteget képez a fémszerkezet és a hőhordozó közeg között. Ez pedig számottevően rontja a hőátadás hatásfokát. Kedvezőtlen az is, hogy a csöjáratok egymással való csatlakoztatása nem teljesen megbízható tömörségű. A fémlemezek kialakítása ezúttal is költséges. a peremrészeinek hővédelme pedig járulékos intézkedéseket, pl. habosított hőszigetelő anyaggal való bevonást kíván meg. Ugyanez az elgondolás ismerhető föl a 2.626.958 lajírtromszámú NSZK közzétételi iratban ismertetett napkollektornál. A csőjáratok azonban ezúttal nen kígyóvonalban futnak, hanem osztó csövekből vannak kiágaztalva. Hátránya, hogy az abszorber önhordó. Ezért azt a mechanikai igénybevételek fölvételére külön erős peremekkel kell ellátni, ami súlyfölöslcgct és költségtöbbletet eredményez. A hőhordó közeg ezúttal is műanyag betétben áramlik, tehát a hatásfok a hőátadásban ezúttal nem kielégítő. . Eljárás folyadék fölmelegítésére és erre szolgáló napenergiapanei" a tárgya a 3.965.887 lajstromszámú USA szabadalmi leírásnak. Az abszorber ezúttal is két részből van összeállítva. Közülük az alsó taralmazza a hőhordozó közeg áramlására szolgáló járatokat, míg a fölső rész ezt lezárja, és az. alsóhoz ragasztással van hozzáerősitve. Az abszorber alsó részét - szerkezeti okokból - csas egy darabban lehet gyártani, és ehhez nagy méretű és igen bonyolult présszerszámra van szükség Kedvezőtlen az is, hogy a ragasztott kapcsolatok miatt az érintkezési felületeknek nagy geometriai pontosságúaknak kell lenniök, ami a gyártást erőteljesen megdrágítja. Hátrány továbbá, bogy a panelok hövédclme nincs megnyugtatóan megoldva. Az abszorber anyaga folytatódik ugyanis, és az. képezi a külső peremet. A perem ezáltal hőhidal alkot, növeli a höveszteséget és ezáltal rontja a kollektor hatásfokát. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
