AT502124B1 - Fassadenkonstruktion mit sonnenkollektor - Google Patents

Description

2 AT 502 124 B1

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fassadenkonstruktion mit Sonnenkollektor mit einem wenigstens einen Absorber und wenigstens ein dem Absorber zugeordnetes Rohr für ein Wärmeträgerfluid umfassenden Wärmetauscher.

Derartige in eine Fassadenkonstruktion integrierbare Sonnenkollektoren, die auch auf einer Dachfläche angeordnet sein können, sind beispielsweise aus der DE 201 11 962 U1 bekannt. Um dabei Sonnenkollektoren zu schaffen, die einerseits einen guten Wirkungsgrad besitzen und die sich anderseits auch gut in eine Fassadenkonstruktion eingliedern lassen, ist es dabei vorgesehen, der Absorberfläche eine transparente Scheibe vorzusetzen, wobei Scheibe und Absorberfläche durch einen Randverbund nach Art einer Isolierverglasung zusammengehalten werden. Die transparente Scheibe und die Absorberfläche sind mit Abstand voneinander angeordnet, wobei der Zwischenraum beispielsweise mit einem Edelgas od. dgl. gefüllt ist. Der Absorberfläche ist mindestens ein Rohr zugeordnet, welches beispielsweise mit einer Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Windungen über die Absorberfläche geführt ist. Das Rohr ist an den Vor- und an den Rücklauf eines Verbrauchers oder Wärmespeichers anschließbar. Ein derartiger Sonnenkollektor läßt sich zwar nach Art einer Isolierverglasung in Großserie und in vorbestimmten Dimensionen mit verhältnismäßig einfachen Mitteln fertigen, hat allerdings den Nachteil, daß nur starre Baueinheiten gefertigt werden können, die wenig flexibel an vorgegebene Fassaden oder Dachflächen angepaßt werden können und die insbesondere bei großen Sonnenkollektoren nur schwer zu transportieren und zu versetzen sind.

Ebenso sind aus dem Stand der Technik Wärmetauscher mit Absorbern aus einem lattenartigen Profil bekannt (US 4 08 703 A, US 4 221 208 A, US 4 164 935 A und US 4 759 402 A). Das Profil der Latten weist an gegenüberliegenden Längsseiten einerseits eine Nut und anderseits eine Feder auf, wobei wenigstens zwei Profile mittels Nut und Feder zum Wärmetauscher verbunden sind und den Profilen Wärmetauscherrohre zugeordnet sind bzw. die Profile Wärmetauscherrohre ausbilden, die zu Rohrschlangen zusammengeschlossen sind. Diese bekannten Wärmetauscher eignen sich zwar gut zur Warmwassergewinnung, aber nicht zur direkten Klimatisierung des Gebäudes.

Ausgehend von dem Stand der Technik der eingangs geschilderten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fassadenkonstruktion mit Sonnenkollektor zu schaffen, welcher Sonnenkollektor einfach in beliebiger Größe vor Ort zusammensetzbar ist, dabei leicht an bauliche Gegebenheiten der Fassadenkonstruktion anpaßbar ist und der problemlos transportierbar und zur Lüftung des Gebäudes verwendbar ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der Absorber aus einem an sich bekannten lattenartigen Profil besteht, welches an einander gegenüberliegenden Längsseiten einerseits eine Nut und anderseits eine Feder aufweist und daß wenigstens zwei mittels Nut und Feder ineinandergreifende Absorber zum Wärmetauscher verbunden sind, daß der Wärmetauscher unter Ausbildung eines Strömungskanals zwischen seiner Rückseite und einer Wand bezüglich der Wand angeordnet ist, wobei der Strömungskanal einerends an einen Zuluftkanal und an-dernends an einen Abluftkanal anschließt und gegebenenfalls wechselweise ins Innere oder Äußere eines Gebäudes mündet.

Mit der Erfindung können nahezu beliebig große Wärmetauscherflächen mit einfachen Mitteln dadurch aufgebaut werden, daß die Absorber beispielsweise nach Art einer Riegelfassade vor Ort aufgebaut werden. Es besteht dabei nicht nur die Möglichkeit verschiedenste Fassaden bzw. Dächer mit einem derartigen Sonnenkollektor auszustatten, sondern es können auch beliebige Flächendimensionen und gegebenenfalls sogar gekrümmte Wände mit einem aus erfindungsgemäßen Absorbern zusammengesetzten Sonnenkollektor versehen werden. Nach einem Befestigen der mittels der Nut- und Federverbindung ineinandergreifenden Absorber an einem Träger, beispielsweise einer Wand oder einem Dach, müssen lediglich die den einzelnen Absorbern zugeordneten Rohre an den Vor- bzw. Rücklauf von Verbrauchern oder Wärmespeicher angeschlossen werden, wobei durch das Vorsehen der Nut- Federverbindung stets ein 3 AT 502 124 B1 guter Wärmeübergang zwischen den Absorbern und von den Absorbern auf das Wärmeträgerfluid gewährleistet ist.

Da mit einer erfindungsgemäßen Fassadenkonstruktion nicht nur das Wärmeträgerfluid vorteil-5 haft erwärmt werden, sondern auch die zur Belüftung des Gebäudes vorgesehene Luft auf ein vorbestimmtes Maß aufgeheizt werden können soll, ist der Wärmetauscher unter Ausbildung eines Strömungskanals zwischen seiner Rückseite und einer Wand bezüglich der Wand angeordnet. Dadurch kann durch den Strömungskanal zwischen Wand und Rückseite des Wärmetauschers durchgeführte Luft problemlos auf eine gewünschte Temperatur gebracht werden, io bevor sie in das Gebäudeinnere geleitet wird. Eine besonders vorteilhafte Befestigung für die Absorber ergibt sich, wenn die Absorber mittels an der Wand befestigter und die Rohre klemmender Klemmprofile an der Wand befestigt sind. Die Klemmprofile bilden sodann Abstandhalter, welche einerseits den Strömungskanal festlegen und anderseits eine einfache Montage der Absorber gewährleisten. Der Strömungskanal ist einerends an einem Zuluftkanal und ander-15 nends an einem Abluftkanal angeschlossen und mündet gegebenenfalls wechselweise ins Innere oder Äußere eines Gebäudes, um dieses wahlweise zu heizen oder zu kühlen.

Besonders vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse ergeben sich, wenn Absorber und Rohr einstückig, beispielsweise als Aluminiumpreßprofil, ausgebildet sind, wodurch der Montageauf-20 wand noch weiter verringert wird und stets ein gleichbleibender Wärmeübergang vom Absorber auf das Wärmeträgerfluid sichergestellt ist. Die Absorber sind in üblicher Weise aus gut wärmeleitendem Material, wie Aluminium, Kupfer od. dgl. gefertigt. Grundsätzlich können die Rohre der einzelnen Absorber parallel geschaltet sein, in bevorzugter Weise sind die Rohre der Absorber allerdings zu einer Rohrschlange zusammengeschlossen. Insbesondere können die 25 Rohre mehrerer Absorber gruppenweise zu Rohrschlangen zusammengefaßt sein, die je für sich oder parallel zueinander vom Wärmeträgerfluid durchströmt werden. So können die Gruppen je nach Sonneneinstrahlung und somit vorhandener Sonnenenergie wahlweise parallel oder seriell verschaltet sein. 30 Um die Sonneneinstrahlung unabhängig von der Einstrahlrichtung möglichst gut nutzen zu können, empfiehlt es sich, wenn die Absorberfläche eine Rillenstruktur mit vorzugsweise parallel zur Profillängsrichtung verlaufenden Rillen aufweist.

Um den Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Sonnenkollektors weiter zu steigern, ist der 35 Wärmetauschervorderseite vorzugsweise eine Glasfassade unter Ausbildung eines Zwischenraums vorgesetzt.

Mit der Erfindung können als Wand- bzw. Dachelemente ausgebildete Sonnenkollektoren geschaffen werden, die eine direkte Unterstützung der Raumheizung durch Erwärmung der Luft 40 zwischen Absorber und Wand erlauben. Eine Unterstützung der Raumheizung wird durch Erwärmen der unten zugeführten Frisch- bzw. Hallenumluft durch den von der Sonnenenergie erwärmten Absorber und direktes Einblasen der erwärmten Luft über Weitwurfdüsen in den Hallenraum erzielt. Bei nichtbenötigter Wärmeenergie erfolgt eine Kühlung der Wand durch natürliche Belüftung des Strömungskanales infolge der Thermik und Ableitung der erwärmten 45 Luft ins Freie. Der erfindungsgemäße Sonnenkollektor besitzt nicht nur eine ansprechende Optik in Form einer Pfosten- bzw. Riegelfassade, sondern weist auch einen verbesserten Wirkungsgrad infolge der dualen Betriebsweise auf.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles schematisch darge-50 stellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine mit einem erfindungsgemäßen Sonnenkollektor ausgestattete Wand in Draufsicht,

Fig. 2 die Wand aus Fig. 1 in Seitenansicht, 55 Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem in Fig. 1 dargestellten Sonnenkollektor in Draufsicht in vergrö-

Claims (6)

1. 4 AT 502 124 B1 ßertem Maßstab und Fig. 4 einen Wärmetauscher in Schrägansicht. Ein Sonnenkollektor 1 umfaßt mehrere Absorber 2 und je einem Absorber 2 zugeordnete Rohre 5 3, die mit den Absorbern 2 einstückig ausgebildet sind und ein Wärmeträgerfluid aufnehmen. Die Absorber 2 bestehen aus einem lattenartigen Profil, welches an einander gegenüberliegenden Längsseiten einerseits eine Nut 4 und anderseits eine Feder 5 aufweist. Wenigstens zwei mittels Nut 4 und Feder 5 ineinandergreifende Absorber 2 sind dabei zum Wärmetauscher 6 des Sonnenkollektors 1 verbunden. 10 Die Rohre 3 der Absorber 2 sind, wie insbesondere Fig. 4 entnommen werden kann, mit Verbindungselementen 7 zu einer Rohrschlange verbunden, die einerends an den Vorlauf und andernends an den Rücklauf eines nicht dargestellten Verbrauchers, Wärmespeichers od. dgl. angeschlossen ist. 15 Fig. 3 kann entnommen werden, daß die Absorber 2 an ihrer Absorberoberfläche 8 eine Rillenstruktur mit parallel zur Profillängsrichtung verlaufenden Rillen aufweist, wodurch einerseits die Absorberoberfläche vergrößert wird und anderseits die Ausnutzung mit unterschiedlichem Einstrahlwinkel auf die Absorberoberfläche einstrahlender Sonnenstrahlen verbessert wird. Die 20 Absorberoberfläche kann in üblicher Weise mit einer Licht absorbierenden Beschichtung ausgestattet sein. Um nicht nur das Wärmeträgerfluid sondern auch die gegebenenfalls in das Gebäude einzuleitende Luft in vorteilhafter Weise temperieren zu können, ist der Wärmetauscher 6 unter Ausbil-25 düng eines Strömungskanals 9 für die Luft zwischen seiner Rückseite und einer Wand 10 bezüglich der Wand 10 mittels die Rohre klemmender Klemmprofile 11 an der Wand 10 befestigt. Der Strömungskanal 9 schließt einerends an einem Zuluftkanal 12 und andernends an einem Abluftkanal 13 an, welche Kanäle 12, 13 gegebenenfalls wechselweise ins Innere oder Äußere eines Gebäudes münden. 30 Der Wärmetauschervorderseite ist eine Glasfassade 14 unter Ausbildung eines Zwischenraums 15 vorgesetzt, welcher Zwischenraum 15 vorzugsweise nur eine gedrosselte Luftströmung im Zwischenraum 15 gestattet, um ein Beschlagen der Glasfassade zu vermeiden und um einen möglichst guten Wärmeübergang auf die Absorber 2 zu gewährleisten. Zu diesem Zweck sind 35 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel Blenden 16 vorgesehen, die den Strömungsquerschnitt des Zwischenraums 15 zumindest größtenteils abdecken. Patentansprüche: 40 1. Fassadenkonstruktion mit Sonnenkollektor mit einem wenigstens einen Absorber und wenigstens ein dem Absorber zugeordnetes Rohr für ein Wärmeträgerfluid umfassenden Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (2) aus einem an sich bekannten lattenartigen Profil besteht, welches an einander gegenüberliegenden Längsseiten 45 einerseits eine Nut (4) und anderseits eine Feder (5) aufweist, daß wenigstens zwei mittels Nut (4) und Feder (5) ineinandergreifende Absorber (2) zum Wärmetauscher (6) verbunden sind und daß der Wärmetauscher (6) unter Ausbildung eines Strömungskanals (9) zwischen seiner Rückseite und einer Wand (10) bezüglich der Wand (10) angeordnet ist, wobei der Strömungskanal (9) einerends an einen Zuluftkanal (12) und andernends an einen so Abluftkanal (13) anschließt und gegebenenfalls wechselweise ins innere oder äußere eines Gebäudes mündet.
2. 2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Absorber (2) und Rohr (3) einstückig ausgebildet sind. 55 5 AT 502 124 B1
3. 3. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (3) der Absorber (2) zu einer Rohrschlange zusammengeschlossen sind.
4. 4. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorberoberfläche (8) eine Rillenstruktur mit vorzugsweise parallel zur Profillängsrichtung verlaufenden Rillen aufweist.
5. 5. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorber (2) mittels an der Wand (10) befestigter und die Rohre klemmender Klemmprofile (11) an der Wand (10) angeordnet sind.
6. 6. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauschervorderseite eine Glasfassade (14) unter Ausbildung eines Zwischenraums (15) vorgesetzt ist. Hiezu 4 Blatt Zeichnungen