AT374912B

AT374912B - Sonnenkollektor

Info

Publication number: AT374912B
Application number: AT0541079A
Authority: AT
Original assignee: Vmw Ranshofen Berndorf Ag
Priority date: 1979-08-08
Filing date: 1979-08-08
Publication date: 1984-06-12
Also published as: ATA541079A

Description

Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor mit einzelnen in Fallinie angeordneten, nebeneinanderliegenden, rinnenförmigen Absorberelementen aus verformtem Blech, die an ihren Rändern einander regendicht übergreifen und in Sicken zu mehr als 180 umgreifend Rohre zum Durchleiten von Wärmetauscherflüssigkeit festhalten.

Die bekannten Sonnenkollektoren sind in der Regel Plattenkollektoren in vorgefertigten fixen Grössen, welche aus kompletten Einheiten bestehen, die auf dem Dach im Abstand über der Dachhaut befestigt, nur einen Teil der vorhandenen Fläche ausnutzen, und neben den hohen Herstellungskosten auch noch Probleme bei der Montage aufweisen. So müssen die relativ schweren und grossen Einheiten auf das Dach befördert und dort mittels spezieller Befestigungsmittel befestigt werden. Dabei ergeben sich für die Befestigungsmittel und die Rohrdurchführungen Durchbrechungen der Dachhaut, welche leicht zu Undichtigkeiten führen. Ausserdem kann die für den Kollektor notwendige Wärmedämmung nicht dem Hause zugute kommen, sondern es muss gegebenenfalls, ebenso wie die Dachhaut, eine zweite Wärmedämmung unter derselben vorgesehen werden.

Man hat auch schon versucht, die Kollektorplatten in das Dach zu integrieren und als Dachdeckung zu verwenden. Dabei ergeben sich jedoch Probleme beim wasserdichten Zusammenschluss der Platten und beim Anschluss derselben an benachbarte Dachflächen, die wegen der Fixgrösse der Kollektorplatten als konventionelle Dachdeckung ausgeführt werden müssen.

Es sind wohl bereits stranggepresste Rippenrohre als Kollektorelemente vorgeschlagen worden, diese werden jedoch in die Kollektorkästen eingebaut und dienen nicht als selbständige Dachhaut.

Es sind auch Kollektoren bekannt, bei denen das das Heizmedium führende Rohr im Brennpunkt von als Reflektoren dienenden Blechrinnen angeordnet ist, die in Kästen nebeneinander mit einer transparenten Abdeckung versehen, liegen. Sie sind daher nicht regendicht miteinander verbunden und das Rohr ist aufgeständert, also nicht wärmeleitend mit den Rinnen verbunden, so dass es nur die reflektierte, nicht aber die von den Rinnen absorbierte Strahlung erhält.

Eine weitere bekannte Konstruktion zur Schwimmbeckenwassererwärmung verwendet ein Dach aus oben offenen Rinnen, die als Rieselflächen vom Schwimmbeckenwasser durchflossen werden.

Es ist ferner auch ein abgedeckter Kollektor bekannt, dessen Rohre in oben offene Sicken von aus Metallblech gepressten Absorberplatten liegen, die jedoch seitlich abfallend, keine die Strahlung konzentrierende Wirkung haben, nicht wasserdicht sind, und beim Rohr Probleme mit dem Wärmeübergang und der Korrosion durch Kondenswasser durch eine Asphalteinlage bekämpfen müssen.

Gemäss der Erfindung werden alle diese Nachteile bei einem Sonnenkollektor der eingangs angeführten Art dadurch vermieden, dass sich die nach unten offene Sicke etwa bis in den Brennpunkt der Rinne erstreckt und an ihren Rändern U-förmige Umbiegungen aufweist, die eine weitere Rinne oder Nut zur einrastenden Verankerung der mit einem Widerhakenquerschnitt ausgebildeten Schenkel eines transparenten Abdeckprofils bilden.

Der Gegenstand der Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt, wobei Fig. 1 einen Querschnitt durch das Dach und Fig. 2 einen Schnitt, vergrössert nach der Linie 11-11 der Fig. 1 darstellt.

Wie man aus den Zeichnungen erkennen kann, werden die Rinnen-l-der Absorberelemente mit Nägeln --15-- oder Klammern --17, 18-- auf einem konventionellen Dachstuhl aus Sparren --16-- und Lattung --14-- befestigt, wie er für Welleternitdächer vorgesehen ist. Die Rinnen --1-- können als gezogene oder als rollgeformte Bleche ausgeführt sein, wobei das Wärmetauscherrohr --3-- in einer Sicke --2-- im Brennpunkt des parabolischen Querschnitts angeordnet ist. Um Kontakt- und Spaltkorrosionen zu vermeiden, wenn z. B. die Absorberelemente aus Aluminiumblech und das Rohr --3-- aus Kupfer bestehen, kann das Aluminiumblech auf der Unterseite--22-mit einer Kunststoffolienbeschichtung versehen sein, die gleichzeitig eine elektrische Isolation auch zwischen benachbarten Blechelementen darstellt.

Es wäre daher auch möglich, die Aussenseite der Sicke --2-- mit einer photovoltaischen Beschichtung --21-- aus Silizium od. dgl. zu versehen, welche als photoelektrisches Element wirkt und bei Serienschaltung der einzelnen nebeneinanderliegenden Blechprofile eine entsprechende Spannung liefert. Das Rohr --3-- dient hiebei als Kühlung, so dass die photovoltaische Schicht nicht überhitzt wird. Soll ein Schutz gegen Wärmeverluste eingebaut werden, so kann als Abdeckung für die einzelnen Rinnen-l-ein im Strang-

pressverfahren hergestelltes Abdeckprofil --9-- vorzugsweise mehrkammerig verwendet werden, welches aus transparentem Hart-PVC, Plexiglas (Acrylglas) oder Polykarbonat besteht.

Die vorliegenden Abdeckprofile --9-- besitzen an Stelle einer Nut- und Federverbindung od. dgl. nach abwärts stehende U-förmige Schenkel --10--, welche mit ihrer widerhakenförmigen Querschnittsform hinter Randwülsten --5, 6, 7-- der Rinnen --1-- elastisch einschnappen. Die Rinne --1-- weist zu diesem Zweck auf einer Seite nach einwärts gebogene Wandungen --6, 7-- mit dazwischenliegender Nut --8-- auf, in welche die Schenkel --10-- der Abdeckprofile --9-- eingreifen. Um ein elastisches Auffedern der Schenkel --10-- der Abdeckprofile --9-- nach dem Einbau zu verhindern, können in den Spalt zwischen zwei benachbarte Abdeckprofile --9-- Profile --13-- eingeschoben werden.

Der Spalt wird an der Oberseite durch einen in seitlichen Nuten --11-- der Abdeckprofile - 9-liegenden Dichtungsschlauch-12-aus transparentem Kunststoff oder Gummi oder ein Rundgrummiprofil wasserdicht geschlossen. Es kann somit bereits durch die Kunststoffabdeckung kein Regenwasser in die Konstruktion eindringen. Sollte jedoch diese Dichtung versagen, so wird durchtretendes Regenwasser in der Nut Rinnen-l-aufgefangen und nach unten abgeleitet, ebenso wie allfälliges Kondenswasser aus sämtlichen durchlaufenden Kammern und Hohlräumen nach unten in die Dachrinne --20-- ablaufen kann. Die Wärmeisolation nach unten wird durch zwischen die Lattung --14-- eingelegte oder als Profilrohrschalen unterlegte Kunststoff-Hartschaumplatten --27-- bzw.

Glaswollematten bewerkstelligt, wobei die am oberen und unteren Ende angeordneten Sammlerrohre --4-- ebenfalls durch Formstücke --28-- aus Hartschaumstoff abgedeckt und die Kammern verschlossen werden. Der Kollektor reicht somit vom First bis zur Dachrinne, so dass sich keinerlei Anschlussprobleme ergeben, da oben lediglich ein Firstkappenblech --19-angeordnet zu werden braucht. Da die Elemente verhältnismässig schmal (15 bis 30 cm) und lang sind, ist auch seitwärts eine relativ genaue Anpassung an die Dachbreite möglich. Die Profile werden in Farbikationslängen von 6 bis 8 m geliefert und können der jeweiligen Dachlänge durch Abschneiden angepasst werden.

Ausser den Befestigungsnägeln oder Schrauben am Dachstuhl sind keinerlei Verschraubungen erforderlich und können die einzelnen Elemente jederzeit ohne Demontage des gesamten Daches ausgetauscht werden. Die Oberfläche des Kollektors ist vollständig eben und glatt, so dass der Schnee gut abrutschen kann und auch keine Stauungen des ablaufenden Regenwassers und dort keine Ansammlungen von Schmutz auftreten können. Auch teure und unverlässliche dauerplastische Dichtungskitte sind nicht erforderlich. Der Metallaufwand ist ebenfalls gering, wenn dünnwandige Rohre bzw. rollgeformte Bleche verwendet werden. Somit ergibt sich auch ein geringes Dachgewicht, das die Unterkonstruktion nicht stark belastet.

Die Erfindung ist auf das dargestellte Ausführungsbeispiel nicht beschränkt. So kann das Profil der Absorberelemente auch rechteckig, U-förmig sein, die Rohre --3-- können aus einem Aluminiummantel und Kupferinnenteil gemeinsam gezogen ausgeführt werden, wodurch die Unterseite - ohne Korrosionsschutz sein kann.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Sonnenkollektor mit einzelnen in Fallinie angeordneten, nebeneinanderliegenden rinnenförmigen Absorberelementen aus verformtem Blech, die an ihren Rändern einander regendicht übergreifen und in Sicken zu mehr als 180 umgreifend Rohre zum Durchleiten von Wärmetauscherflüssigkeit festhalten, dadurch gekennzeichnet, dass sich die nach unten offene Sicke (2) etwa bis in den Brennpunkt der Rinne (1) erstreckt und an ihren Rändern U-förmige Umbiegungen aufweist, die eine weitere Rinne oder Nut (8) zur einrastenden Verankerung der mit einem Widerhakenquerschnitt ausgebildeten Schenkel eines transparenten Abdeckprofils (9) bilden.

Claims

2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (8) einwärts gebogene Wandungen (6,7) aufweist, die ihren Eingangsquerschnitt verengen und hinter denen die im Querschnitt gesehen, mit Widerhaken versehenen Rippen oder Schenkel (10) des Abdeckprofils (9) einrasten.

3. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (8) breiter ist als die Breite zweier Schenkel (10) der Abdeckprofile (9), so dass dazwischen ein Spalt entsteht, <Desc/Clms Page number 3> wobei zur Sicherung gegen Ausrasten in den Spalt zwischen die Rippen oder Schenkel (10) ein Profil (13) eingelegt und der Spalt oben zusätzlich durch ein elastisches Dichtungs- oder Schlauchprofil (12) abgedichtet ist, das in seitlichen Nuten (11) der Abdeckprofile (9) verankert ist.

4. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckprofil (9) ein an sich bei Abdeckungen von Sonnenkollektoren bekanntes Mehrkammerprofil ist.

5. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur elektrischen Isolation, insbesondere bei verschiedenen Metallen, das Blech der Rinne (1) an der Unterseite (22) kunststoffbeschichtet ist, so dass die isolierende Kunststoffschicht zwischen Rohr (3) und Sicke (2) liegt.

6. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech der Rinne (1) im Bereich des Rohres (3) mit photovoltaischem Material (21) und vorzugsweise in an sich bekannter Weise an der Oberseite selektiv absorbierend beschichtet ist.