AT509397B1 - Sonnenkollektor für dächer - Google Patents

Description

österreichisches Patentamt AT509 397B1 2012-01-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Sonnenkollektor für Dächer, mit einem Parabolspiegel, der aus einer Dachöffnung ausstellbar angeordnet ist.

[0002] Aus der DE 199 13806 A1 ist eine derartige Ausführung bekannt, wobei eine Para-bolrinne in das Dach integriert und mit samt ihrem Kollektor schwenkbar ausgeführt ist.

[0003] Aus den US 5 851 309 und US 4 111 360 ist ein konzentrierender mit mehreren Spiegeln ausgestatteter Kollektor in einen herkömmlichen Dachstuhl integriert, wobei eine durchsichtige Dachhaut vorgesehen wird. Ein Nachstellen auf den Sonnenstand erfolgt durch Kippen der Spiegel und Positionieren des oder der Kollektoren.

[0004] Nach der US 4 324 947 A1 wird an einem Gebäude ein auffaltbares Dach vorgesehen, wobei die aufgefalteten Flächen als zusätzliche Reflektoren zum Hauptspiegel wirken.

[0005] Bei einer Vorrichtung zum Konzentrieren von Sonnenenergie nach der DE 2 550 194 C2 bildet die Dachfläche selbst einen Teil eines Parabelspiegels, wobei die Kollektoreinheit über Schwenkarme dem Sonnenstand nachgestellt werden kann.

[0006] Bei einer ausstellbaren Spiegel-Kollektoreinheit ergibt sich bisher das Problem, dass dadurch eine Dachöffnung freigegeben wird, die den Niederschlägen und sonstigen Witterungseinflüssen ausgesetzt ist und daher eine aufwendigere Konstruktion des darunter befindlichen Dachraumes erfordert. Anderseits sind direkt beaufschlagte Sonnenkollektoren hinsichtlich der Wirkungsgrades und der Verwendungsmöglichkeit günstiger als über durchsichtige Medien abgedeckte Einheiten.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sonnenkollektor zu schaffen, der im Ruhezustand voll in das Dach integrierbar ist und bei dem in der Arbeitsstellung, für die im Bedarfsfall eine Nachführsteuereinheit vorgesehen werden kann, eine Gefährdung des Dachraumes durch Witterungseinflüsse sicher vermieden wird.

[0008] Die im Nachhinein einfach erscheinende, aber voll wirksame Lösung der Aufgabe besteht darin, dass unter der für den Kollektor bestimmten Dachöffnung eine Auffangwanne vorgesehen ist, die mit dem Dach einen wasserdichten Verbund bildet, wobei vorzugsweise bei einer erwünschten oder baulich bedingten stärkeren Wölbung ein Parabolspiegel (5) mit hohem Reflexionsgrad von über 94 % aus dünnwandigem Glas mit einer Dicke zwischen 1,5 und 3 mm vorgesehen ist, um auch in diesem Fall eine ausreichende Leistung zu gewährleisten.

[0009] Die Größe und Tiefe der Auffangwanne richtet sich natürlich nach den jeweiligen Verhältnissen, insbesondere hinsichtlich des unter dem Dach zur Verfügung stehenden Raum, wobei, falls Durchgänge bei relativ niedrigen Dachräumen notwendig sind, der Großteil der Auffangwanne auch unter eine niedrige Dachseite verlagert werden kann und im übrigen Bereich nur ein Wannenteil mit geringer Tiefe vorgesehen ist, der aufgefangene Niederschläge usw. in den größeren Wannenteil ableitet. Letzterer kann selbstverständlich an ein Ableitrohr angeschlossen sein.

[0010] Eine derzeit bevorzugte Ausführung besteht darin, dass bei einem Firstdach der Parabolspiegel rinnenförmig ausgebildet ist und in seiner Ruhestellung mit einem Stützteil den Dachfirst im Bereich der Dachöffnung ergänzt, wobei die Stützteil-Kollektoreinheit aus der Ruhestellung in eine Arbeitsstellung des Kollektors aufschwenkbar gelagert ist. Dadurch wird der Gesamteindruck des Daches in der Ruhestellung kaum beeinträchtigt und die Dacheinheit bleibt auch hinsichtlich Wettereinflüssen einheitlich erhalten. Zusätzlich kann in Weiterbildung der Erfindung die Stützteil-Kollektoreinheit in ihrer Ruhestellung mit ihren entsprechenden Rändern die Ränder der Dachöffnung abschließen und über einen vorgesehenen Stelltrieb aus der Ruhestellung abhebbar und um wenigstens eine Längsachse in eine Empfangsstellung des Kollektors aufschwenkbar gelagert sein. Ein relativ hoher Wölbungsgrad des Parabolspiegels als größtem Teil des Kollektors ergibt sich beispielsweise dann, wenn nur kleinere Dachöffnungen zulässig sind, aus der Dachstuhlform, und ferner den Unterbringungsmöglichkeiten und damit 1 /6 österreichisches Patentamt AT509 397B1 2012-01-15 der Tiefe der Wanne, in die der Kollektor mit dem Spiegel in die Ruhestellung eingeschwenkt wird sowie aus dem zulässigen bzw. möglichen Überstand des Kollektors über das Dach in der Arbeitsstellung. Bei einem nur eine Sonnenseite aufweisendem Dach oder einem flachen Dach ermöglicht die Verwendung eines Kollektors mit schmälerem, z. B. rinnenförmigem Parabolspiegel, in manchen Fällen auch eine Anordnung von zwei oder mehreren Kollektorreihen über eigenen Dachöffnungen nebeneinander beim flacherem Dach oder übereinander in der Dachschräge, wobei aber vorzugsweise eine gemeinsame Wanne Verwendung finden kann.

[0011] Wenn keine einigermaßen genaue Nord-Südausrichtung des Dachfirstes gegeben ist bzw. die Sonneneinstrahlung in allen Fällen möglichst gut ausgenützt werden soll, kann man vorsehen, dass die Stützteil-Kollektoreinheit zusätzlich vorzugsweise über eine Nachführeinheit gesteuert um eine Vertikalachse schwenkbar angebracht ist.

[0012] Weiter Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes entnimmt man der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen: [0013] Fig. 1 ein Firstdach mit integrierter Stützteil-Kollektoreinheit im Schaubild bei leicht aus der Ruhestellung angehobener Einheit, [0014] Fig. 2 in gleicher Darstellungsweise wie Fig. 1, die Kollektoreinheit in einer Arbeitsstel lung und [0015] Fig. 3 die Einheit mit einer Auffangwanne vor der Integration in das Dach.

[0016] Im Firstdach 1 ist vom First 2 ausgehend eine Aufnahmeöffnung 3 für eine Kollektor-Stützteileinheit 4, 5 vorgesehen. Diese Einheit ist im Bereich der Brennlinie des Parabolspiegels 5 mit einem Empfänger 6 für ein zu erhitzendes Medium versehen, das bei der Wassererhitzung in den Wasserkreislauf eingebundenes Wasser sein kann. Das Wasser kann dann, wenn eine stärkere Erhitzung angestrebt wird, auch durch eine andere Flüssigkeit ersetzt werden, die auch bei höheren Temperaturen nicht zur Dampfbildung neigt. Beispielsweise kommen hier Thermo-trägeröle oder Salzlösungen in Frage, die ihrerseits z. B. einen Wärmespeicher oder Wärmetauscher für die Warmwasser- bzw. Zentralheizungserwärmung beaufschlagen.

[0017] Die Einbauteil 4 - Kollektoreinheit 5, 6 ist um eine auf der Brennlinie sitzende Achse 7 einstellbar schwenkbar gelagert, wofür eine Antriebseinrichtung 8 an einer ausstellbaren Standsäule 9 Verwendung findet.

[0018] In Fig. 1 ist die Einheit 4 bis 6 leicht aus der Ruhestellung abgehoben, in welcher Ruhestellung die entsprechenden Ränder dieser Einheit mit Dachteilen 10 abdichten. Nach dem Anheben (Fig. 2) durch die Standsäule 9 in die Stellung nach Fig. 2 kann der Spiegel 5 mit der Einbaueinheit 4 und dem Kollektor 6 im Bedarfsfall über eine Nachführsteuerung um die durch die Standsäule 9 bestimmte Vertikalachse dem Sonnenstand folgend verschwenkt werden.

[0019] Wie sich insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ergibt, ist unter der Dachöffnung 3 eine Auffangwanne 11 angeordnet, die mit ihren Rändern wasserdicht in das Dach 10 integriert ist und mit einem Ableitrohr 12 in Verbindung steht. 2/6

Claims (4)

1. österreichisches Patentamt AT509 397 B1 2012-01-15 Patentansprüche 1. Sonnenkollektor für Dächer, mit einem Parabolspiegel, der aus einer Dachöffnung ausstellbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass unter der für den Kollektor (4 bis 6) bestimmten Dachöffnung (3) eine Auffangwanne (10) vorgesehen ist, die mit dem Dach (1) einen wasserdichten Verbund bildet, wobei vorzugsweise bei einer erwünschten oder baulich bedingten stärkeren Wölbung ein Parabolspiegel (5) mit hohem Reflexionsgrad von über 94 % aus dünnwandigem Glas mit einer Dicke zwischen 1,5 und 3 mm vorgesehen ist.
2. 2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Firstdach (1) der Parabolspiegel (5) rinnenförmig ausgebildet ist und in seiner Ruhestellung (Fig. 1) mit einem Stützteil (4) den Dachfirst (2) im Bereich der Dachöffnung (3) ergänzt, wobei die Stützteil-Kollektoreinheit (4 bis 6) aus der Ruhestellung in eine Arbeitsstellung des Kollektors (Fig. 2) aufschwenkbar gelagert ist.
3. 3. Sonnenkollektor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stütz-teil-Kollektoreinheit (4 bis 6) in ihrer Ruhestellung mit ihren entsprechenden Rändern die Ränder (10) der Dachöffnung (3) abschließt und über einen vorgesehenen Stelltrieb (8) aus der Ruhestellung abhebbar und um wenigstens eine Längsachse (7) in eine Empfangsstellung des Kollektors (Fig. 2) aufschwenkbar gelagert ist.
4. 4. Sonnenkollektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützteil-Kollektoreinheit (4 bis 6) zusätzlich vorzugsweise über eine Nachführeinheit gesteuert um eine Vertikalachse (9) schwenkbar angebracht ist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 3/6