CH623650A5

CH623650A5 - Clamping frame on a solar collector

Info

Publication number: CH623650A5
Application number: CH936777A
Authority: CH
Inventors: Karl-Heinz Overkamp
Original assignee: Rheinisches Zinkwalzwerk Gmbh
Priority date: 1976-10-30
Filing date: 1977-07-28
Publication date: 1981-06-15
Also published as: ATA546077A; DK480077A; FR2371646A1; AT361670B; LU78380A1; ES463693A1; DE2650144A1; IT1086981B; NL7708857A; BE860320A

Description

Die Erfindung betrifft einen Klemmrahmen an einem Solarkollektor, der eine Wärmedämmschicht, eine für Sonnenstrahlen durchlässige Abdeckung gegen Konvektionsverluste und eine mit einem von einem Wärmeträger durchströmten Rohroder Kanalsystem ausgestattete Kollektorplatte mit Absorptionsschicht aufweist, wobei die Kollektorplatte in einem kastenförmigen mit einem umlaufenden Aussenflansch ausgestatteten Unterteil angeordnet ist. The invention relates to a clamping frame on a solar collector, which has a heat insulation layer, a cover that is permeable to sun rays against convection losses, and a collector plate with an absorption layer that is provided with a pipe or duct system through which a heat transfer medium flows, the collector plate being arranged in a box-shaped lower part equipped with a peripheral outer flange .

Die Sonne stellt eine auf nicht absehbare Zeit unerschöpfliche Energiequelle dar. Angesichts des zunehmenden Energiebedarfs der Menschheit und angesichts der Verknappung der irdischen konventionellen Primärenergiearten ist man bemüht, die Nutzung der Sonnenenergie in ein gegenwarts- und zu-kunftsbezogenes Konzept zur weltweiten Energieversorgung einzubeziehen. The sun represents an inexhaustible source of energy for the foreseeable future. In view of the increasing energy requirements of mankind and in view of the scarcity of terrestrial conventional primary energy types, efforts are being made to incorporate the use of solar energy into a contemporary and future-oriented concept for worldwide energy supply.

Die Wärmestrahlung der Sonne kann auf verhältnismässig einfache Weise mit Hilfe von Solarkollektoren nutzbar gemacht werden. Ein Solarkollektor besteht ganz allgemein aus einer Absorptionsfläche zur Umwandlung der Sonnenstrahlung in Wärme und einem gut wärmeleitend an diese Fläche angeschlossenen Rohr- oder Kanalsystem, in dem ein flüssiges Medium zirkuliert, das die Wärme aufnimmt und dorthin transportiert, wo sie genutzt werden soll. The heat radiation from the sun can be used in a relatively simple manner with the help of solar collectors. A solar collector generally consists of an absorption surface for converting solar radiation into heat and a pipe or duct system connected to this surface with good thermal conductivity, in which a liquid medium circulates, which absorbs the heat and transports it to where it is to be used.

In der Regel besteht ein Solarkollektor im einzelnen aus einem aus Metall, Kunststoff oder Holz bestehenden Gehäuse, dessen Rückseite und Seitenwände mit einer Wärmedämmschicht versehen und dessen Vorderseite eine für Sonnenstrahlen durchlässige Abdeckung gegen Konvektionsverluste aufweist. Zwischen der rückseitigen Wärmedämmschicht und der Abdeckung ist die mit einem Kanal- oder Rohrsystem mit Absorptionsschicht für das Durchströmen eines Wärmeträgers versehene Kollektorplatte angeordnet. Die Rohranschlüsse für den Zu- und Ablauf des Wärmeträgermediums sind an der Seite oder an der Rückseite des Gehäuses hinausgeführt. Damit die von der Absorptionsfläche aufgenommene Wärme nicht durch Konvektion teilweise wieder an die Luft abgegeben wird und für die Nutzung ausfällt, wird an der Einstrahlungsseite der Kollektorplatte eine Einfach- oder Doppel-Verglasung angeordnet. Das Glas kann ganz oder teilweise durch Platten oder Folien aus Kunststoff ersetzt sein. As a rule, a solar collector consists in particular of a housing made of metal, plastic or wood, the back and side walls of which are provided with a thermal insulation layer and the front side of which has a cover that is permeable to the sun's rays against convection losses. The collector plate, which is provided with a duct or pipe system with an absorption layer for flowing through a heat carrier, is arranged between the rear thermal insulation layer and the cover. The pipe connections for the inlet and outlet of the heat transfer medium are led out on the side or on the back of the housing. So that the heat absorbed by the absorption surface is not partially released into the air by convection and fails to be used, single or double glazing is arranged on the radiation side of the collector plate. All or part of the glass can be replaced by plastic plates or foils.

Die Verbindung zwischen dem kastenförmigen Unterteil und der Abdeckung erfolgt in der Regel durch ein aufgestecktes un Querschnitt U-förmiges Profilband, dessen einer vorgespannter Schenkel auf der Oberseite der Abdeckung und dessen anderer vorgespannter Schenkel auf der Unterseite des Aussenflansches des kastenförmigen Unterteils aufliegt. Bekannt ist ? ferner, die Abdeckung mit dem Aussenflansch durch Verkleben zu verbinden. Derartige Verbindungen weisen jedoch den Nachteil einer geringen Festigkeit auf, so dass mechanische Beanspruchungen beim Transport und bei der Montage zu erheblichen Schäden führen können. Das gilt auch für solche io Solarkollektoren, deren Unterteil aus Dünnblech besteht, das nur eine vergleichsweise geringe Verwindungssteifigkeit besitzt. Es müssen deshalb beim Transport und bei der Montage solcher Solarkollektoren in Dach- bzw. Wandflächen besondere Massnahmen ergriffen werden, um Beschädigungen zu vermeiden. 15 Da solche Massnahmen im allgemeinen mit einem zusätzlichen Aufwand verbunden sind, geht das Bestreben dahin, diesen so gering wie möglich zu halten. The connection between the box-shaped lower part and the cover is usually made by a plugged-on un cross-section U-shaped profile band, one of which is pretensioned leg on the top of the cover and the other pretensioned leg on the underside of the outer flange of the box-shaped lower part. Is known? further to connect the cover to the outer flange by gluing. However, such connections have the disadvantage of low strength, so that mechanical stresses during transport and assembly can lead to considerable damage. This also applies to those io solar collectors, the lower part of which consists of thin sheet metal, which has only a comparatively low torsional rigidity. Special measures must therefore be taken when transporting and installing such solar collectors in roof or wall surfaces to avoid damage. 15 Since such measures generally involve additional effort, the aim is to keep them as low as possible.

Der erf indungsgemässe Klemmrahmen ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten 20 Merkmale gekennzeichnet. The clamping frame according to the invention is characterized by the 20 features stated in the characterizing part of patent claim 1.

Der U-förmig gestaltete Teil des Unterrahmenprofils kann je nach erforderlicher Tragfähigkeit zur Vergrösserung des Widerstandsmomentes verlängert werden. The U-shaped part of the sub-frame profile can be extended depending on the required load capacity to increase the section modulus.

Um eine möglichst geringe Bauhöhe des Klemmrahmens bei 25 der Verwendung für Doppelglasscheiben zu erhalten, ist es angebracht, wenn sowohl das Unterrahmenprofil an der Aus-senkante des Aussenflansches als auch die Abdeckklemmleiste an der Kante der äusseren Abdeckscheibe stufenförmig abgeknickt sind. In order to obtain the lowest possible height of the clamping frame when used for double glass panes, it is appropriate if both the lower frame profile on the outer edge of the outer flange and the cover clamp strip on the edge of the outer cover plate are bent in steps.

30 Der Klemmrahmen kann mit der Auflage am Baukörper mittels mehrerer Durchgangsschrauben verbunden sein. 30 The clamping frame can be connected to the support on the structure by means of several through screws.

Die Erfindung ist anhand einer Zeichnung näher und beispielhaft erläutert: The invention is explained in more detail and by way of example with reference to a drawing:

Fig. 1 zeigt die ausschnittsweise Darstellung eines Quer-35 schnitts durch den Randbereich eines in einen Baukörper eingebundenen Solarkollektors, dessen kastenförmiges, aus Dünnblech bestehendes, innenseitig mit einer Kunststoffwärme-dämmschicht 1 ausgeschäumtes Unterteil 2 mit einem Aussenflansch 3, der eine erhabene Sicke 4 aufweist, mit der die als 40 Abdeckung dienende Glasscheibe 5 verklebt ist, versehen ist. Das Unterrahmenprofil 6 verläuft unter Zwischenfügung des elastischen Dichtstreifens 7 entlang der Seitenwand und der Unterseite des Aussenflanschs 3. Der über den Aussenflansch hinausragende Teil des Unterrahmenprofils 6 besitzt U-Form, 45 wobei deren freier, oberer Schenkel 8 über die Blechschraube 9 unter Zwischenfügung des elastischen Dichtstreifens 10 mit der auf dem Rand der Oberseite der Glasscheibe 5 aufliegenden Abdeckklemmleiste 11 verspannt ist. Die Verspannung entsteht dadurch, dass der freie Schenkel 8 nach dem Festziehen der so Blechschraube 9 bis zu 5° nach unten geneigt ist. Der über den U-förmigen Teil 8 des Unterrahmenprofils 6 hinausragende freie Teil der Abdeckklemmleiste 11 ist rechtwinklig nach unten abgebogen und und liegt auf dem zwischen der Auflagefläche des Unterrahmenprofils 6 und dem Baukörper 12 befindlichen 55 Dichtungsband 13 auf. Zwischen dem vorderen Rand der Abdeckklemmleiste 11 und der Glasscheibe 5 ist die Versiegelungsmasse 14 angebracht. Fig. 1 shows a fragmentary representation of a cross-section through the edge region of a solar collector integrated into a structure, whose box-shaped, thin sheet metal lower part 2, which is foamed on the inside with a plastic thermal insulation layer 1, with an outer flange 3, which has a raised bead 4 , with which the glass pane 5 serving as 40 cover is glued, is provided. The subframe profile 6 runs with the interposition of the elastic sealing strip 7 along the side wall and the underside of the outer flange 3. The part of the subframe profile 6 protruding beyond the outer flange has a U-shape, 45 with its free, upper leg 8 via the self-tapping screw 9 with the interposition of the elastic Sealing strip 10 is clamped to the cover clamping strip 11 resting on the edge of the upper side of the glass pane 5. The bracing arises from the fact that the free leg 8 is inclined downwards by 5 ° after the self-tapping screw 9 has been tightened. The free part of the cover terminal strip 11 projecting beyond the U-shaped part 8 of the subframe profile 6 is bent downwards at right angles and lies on the 55 sealing tape 13 located between the contact surface of the subframe profile 6 and the structure 12. The sealing compound 14 is attached between the front edge of the cover terminal strip 11 and the glass pane 5.

Fig. 2 zeigt die ausschnittsweise Darstellung eines Querschnitts durch den Randbereich eines in einen Baukörper einge-60 bundenen Solarkollektors, dessen kastenförmiges, aus Dünnblech bestehendes, aussenseitig mit einer Wärmedämmschicht 15 versehenes Unterteil 16 mit einem Aussenflansch 17 versehen ist. In dem Aussenflansch 17 befindet sich eine erhabene Sicke 18, die mit einer als Abdeckung dienenden Doppelglas-65 scheibe 19 verklebt ist. Das Unterrahmenprofil 20 verläuft unter Zwischenfügung des elastischen Dichtstreifens 21 entlang der Seitenwand des kastenförmigen Unterteils 16 und der Unterseite des Aussenflansches 17. Der über den Aussenflansch 2 shows a section of a cross section through the edge region of a solar collector integrated into a building structure, the box-shaped lower part 16 of thin sheet metal, provided on the outside with a thermal insulation layer 15, is provided with an outer flange 17. In the outer flange 17 there is a raised bead 18 which is glued to a double-glass pane 19 serving as a cover 19. The subframe profile 20 runs with the interposition of the elastic sealing strip 21 along the side wall of the box-shaped lower part 16 and the underside of the outer flange 17. The over the outer flange

hinausragende Teil des Unterrahmenprofils 20 ist U-förmig gestaltet. Der nach oben weisende freie Schenkel 22 der U-Form ist durch die Blechschraube 23 unter Zwischenfügung des elastischen Dichtstreifens 24 mit der auf dem Rand der Oberseite der Doppelglasscheibe 19 aufliegenden Abdeckklemmleiste 25 verspannt. Der über den U-förmigen Teil des Unterrahmenprofils 20 hinausragende Teil der Abdeckklemmleiste 25 ist nach unten stufenförmig abgebogen. Zwischen der Auflagefläche des Baukörpers 26 und der gegenüberliegenden Fläche des stufenförmig gestalteten freien Teils der Abdeckklemmleiste 25 ist eine Abdichtschnur 27 eingelegt. Zwischen dem vorderen Rand der Abdeckklemmleiste 25 und der Doppelglasscheibe 19 ist die Versiegelungsmasse 28 eingebracht. protruding part of the subframe profile 20 is U-shaped. The upward-facing free leg 22 of the U-shape is clamped by the self-tapping screw 23 with the interposition of the elastic sealing strip 24 with the cover clamping strip 25 resting on the edge of the top of the double glass pane 19. The part of the cover terminal strip 25 projecting beyond the U-shaped part of the subframe profile 20 is bent downwards in a step-like manner. A sealing cord 27 is inserted between the support surface of the structure 26 and the opposite surface of the step-shaped free part of the cover terminal strip 25. The sealing compound 28 is introduced between the front edge of the cover clamping strip 25 and the double glass pane 19.

Um die Bauhöhe des Klemmrahmens möglichst niedrig zu To keep the overall height of the clamping frame as low as possible

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halten, sind das Unterrahmenprofil 20 und die Abdeckklemmleiste 25 im Bereich der Aussenkante des Aussenflansches 17 und der Kante der aussen liegenden Scheibe der Doppelglasscheibe 18 stufenförmig abgeknickt. hold, the sub-frame profile 20 and the cover terminal strip 25 in the area of the outer edge of the outer flange 17 and the edge of the outer pane of the double glass pane 18 are bent in steps.

5 Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass der Klemmrahmen die beim Transport und der Montage auftretenden mechanischen Belastungen übernimmt und demzufolge der Solarkollektor selbst nicht belastet wird. Da der Klemmrahmen selbsttragend und selbstdichtend ausgebildet ]0 ist, sind wesentliche Einsparungen an der Tragkonstruktion sowie bei der Abdichtung beim Einbinden in einen Baukörper möglich. Die Montage und das im Reparaturfalle erforderliche Ein- und Ausbauen des Solarkollektors sind auf einfachste Weise möglich. 5 The advantages achieved by the invention are, in particular, that the clamping frame takes over the mechanical loads that occur during transport and assembly, and consequently the solar collector itself is not loaded. Since the clamping frame is self-supporting and self-sealing] 0, significant savings can be made in the supporting structure and in the sealing when it is integrated into a building. The assembly and the installation and removal of the solar collector, which is necessary in the event of repairs, is very simple.

C C.

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Clamping frame on a solar collector, which has a heat insulation layer, a cover that is permeable to sun rays to prevent convection losses and a collector plate with an absorption layer that is provided with a pipe or duct system through which a heat carrier flows, the collector plate being arranged in a box-shaped lower part equipped with a circumferential outer flange is characterized by a circumferential subframe profile (6; 20), which interposes an elastic sealing strip (7; 21) on the side wall of the lower part (2; 16) and the underside of the outer flange (3; 17), the one of which protrudes beyond the outer flange U-shaped part with the free leg (8; 22) pretensioned downwards via screws (9; 23) with one with the edge on the top of the cover (5; 19) with the interposition of an elastic sealing strip (10;

24) overlying cover terminal strip (11; 25) is connected.

2. Clamping frame according to claim 1, characterized in that the inner edge region of the cover clamping strip (11;

25) is bent in the direction of the cover (5; 19).

2nd

3. Clamping frame according to claim 1 and 2, characterized in that the free leg (8; 22) of the U-shaped part of the sub-frame profile (6; 20) is inclined down to 5 °.