CH632830A5

CH632830A5 - Flat collector for solar energy

Info

Publication number: CH632830A5
Application number: CH228277A
Authority: CH
Inventors: Friedrich Schlatter
Original assignee: Friedrich Schlatter
Priority date: 1977-02-17
Filing date: 1977-02-17
Publication date: 1982-10-29
Also published as: DE2755555C2; DE2755555A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Flachkollektor für Sonnenenergie. Die Bezeichnung Flachkollektor trifft auch für einen Kollektor mit profilierter Oberfläche oder mit gebogener Oberfläche zu. Er unterscheidet sich von andern Kollektoren dadurch, dass er die Sonnenstrahlung nicht konzentriert, sondern lediglich absorbiert. The invention relates to a flat plate collector for solar energy. The term flat collector also applies to a collector with a profiled surface or with a curved surface. It differs from other collectors in that it does not concentrate the solar radiation, but only absorbs it.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verwendungsmöglichkeit zu erweitern, den Wirkungsgrad noch zu verbessern, die Herstellungskosten zu senken und die Lebensdauer zu verlängern. The invention has for its object to expand the possible uses, to improve the efficiency even further, to reduce the production costs and to extend the service life.

Bei bekannten Flachkollektoren aus Wellblech ist dieses zwecks Absorbierung von Sonnenstrahlung schwarz gestrichen. Darüber sind Glastafeln mit einigen Zentimetern Abstand angeordnet. Die Glastafeln und die zwischen Glas und Blech eingeschlossene Luft bewirken einen sogenannten Treibhauseffekt. Von oben rieselt zu erwärmendes Wasser über das schräg angeordnete Wellblech und wird unten in einer Rinne eingefangen. Diese Kollektoren funktionieren durchaus, aber mit beträchtlichen Nachteilen: In known flat-plate collectors made of corrugated iron, this is painted black in order to absorb solar radiation. Glass panels are arranged a few centimeters above. The glass panels and the air trapped between the glass and sheet cause a so-called greenhouse effect. Water to be heated trickles over the diagonally arranged corrugated iron and is caught in a gutter below. These collectors work perfectly, but with considerable disadvantages:

1. Das bei Sonnenschein über das warme Wellblech rieselnde Wasser verdunstet teilweise und verursacht dadurch eine hohe Luftfeuchtigkeit im Raum zwischen Blech und Glas. Diese schlägt sich an der Glas-Innenseite nieder und behindert die Einstrahlung. 1. The water trickling over the warm corrugated iron when the sun shines partially evaporates, causing a high level of humidity in the space between the sheet and glass. This is reflected on the inside of the glass and hinders the radiation.

2. Die hohe Luftfeuchtigkeit begünstigt die Korrosion und vermindert die Lebensdauer des Kollektors. Die für das Verdunsten erforderliche Energie ist beträchtlich und geht verloren. 2. The high air humidity favors corrosion and reduces the lifespan of the collector. The energy required for evaporation is considerable and is lost.

3. Das über das Wellblech rieselnde Wasser läuft als ganz schmales Rinnsal ausschliesslich in der Tiefe der Wellentäler 61 (Fig. 3). Wegen der kleinen Berührungsfläche ergibt sich eine schlechte Wärmeübertragung vom Blech auf das Wasser. 3. The water trickling over the corrugated sheet runs as a very narrow trickle only in the depths of the troughs 61 (FIG. 3). Because of the small contact area, there is poor heat transfer from the sheet to the water.

4. Würde man einen solchen bekannten Wellblechkollektor vertikal als Fassade anordnen, dann ist der Kontakt zwischen Blech und Wasser nicht mehr sicher. 4. If you would arrange such a well-known corrugated iron collector vertically as a facade, then the contact between sheet metal and water is no longer safe.

5. Glasbedeckte Kollektoren reflektieren einen erheblichen Anteil der Sonnenstrahlen, etwa 10 % pro Glastafel bei rechtwinkligem Auftreffen derselben, und bis über 75 % bei schrägem Auftreffen, z. B. bei Morgen- und Abendsonne. 5. Glass-covered collectors reflect a significant proportion of the sun's rays, about 10% per sheet of glass when they hit it at right angles, and up to over 75% when it hits at an angle, e.g. B. in morning and evening sun.

6. Die Glastafeln können durch den Knall von Überschall fliegenden Flugzeugen zerstört werden, sowie durch Steinwurf und Hagel. 6. The glass panels can be destroyed by the bang of aircraft flying supersonic, as well as by stone throwing and hail.

7. Die Licht- und Wärmereflexion der Glastafeln kann für Nachbarn oder Strassenbenützer ausserordentlich störend sein. 7. The light and heat reflection of the glass panels can be extremely disruptive for neighbors or street users.

Es ist Ziel der Erfindung, diese Nachteile zu mildern oder ganz zu beheben. The aim of the invention is to alleviate these disadvantages or to eliminate them entirely.

Dies wird bei einem Flachkollektor, der einen für den Durchgang eines Wärmeträgers bestimmten Hohlraum aufweist, der durch obere und untere Wände begrenzt ist, dadurch erreicht, dass die Wände aus nebeneinander angeordneten und an den Stossstellen unter Bildung von Rippen überlappenden Profilblechbahnen zusammengesetzt sind. This is achieved in a flat plate collector which has a cavity intended for the passage of a heat transfer medium and which is delimited by upper and lower walls in that the walls are composed of profiled sheet metal webs which are arranged next to one another and overlap at the abutment points with the formation of ribs.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Es zeigen: Embodiments of the invention are shown in the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Kollektordach; 1 shows a longitudinal section through a collector roof.

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Kollektordach; 2 shows a cross section through a collector roof.

Fig. 2a einen Schnitt durch eine Rippe mit Abdeckungsbefestigung; 2a shows a section through a rib with cover fastening;

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Wellblechkollektor bekannter Bauart; 3 shows a section through a corrugated iron collector of a known type;

Fig. 4 einen Schnitt durch ein Kollektor-Wellblech bekannter Bauart; 4 shows a section through a corrugated collector plate of a known type;

Fig. 5 einen Schnitt durch ein oberes Kollektorblech; 5 shows a section through an upper collector plate.

Fig. 6 einen Schnitt durch ein unteres Kollektorblech; 6 shows a section through a lower collector plate;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch einen Kollektor-Einlauf; 7 shows a longitudinal section through a collector inlet;

Fig. 8 eine Ansicht des Formstückes für obigen Einlauf; Fig. 8 is a view of the fitting for the above inlet;

Fig. 9 einen Längsschnitt durch einen weiteren Kollektor-Einlauf; 9 shows a longitudinal section through a further collector inlet;

Fig. 10 ein Kollektorblech mit aufgebogenen Enden; 10 shows a collector plate with bent ends;

Fig. 11—14 Schnitte durch einen luftbetriebenen Kollektor; 11-14 sections through an air-operated collector;

Fig. 15 einen Schnitt durch eine Gleitschuh-Befestigung; 15 shows a section through a sliding shoe attachment;

Fig. 16 eine schematische Darstellung einer Luftführung. Fig. 16 is a schematic representation of an air duct.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Kollektor 1, der als Dachdeckung 2 dient. Der Kollektor weist Bleche 3 und 4 auf, welche in geringem Abstand, z. B. 1mm, übereinander montiert sind. Das obere Blech 3 ist Sonnenstrahlung absorbierend behandelt und ist innen blank oder gegen Korrosion beschichtet. Mit Fig. 1 shows a section through a collector 1, which serves as a roof covering 2. The collector has sheets 3 and 4, which are at a short distance, for. B. 1mm, are mounted one above the other. The upper sheet 3 is treated to absorb solar radiation and is bare on the inside or coated against corrosion. With

2 2nd

s io s io

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

632 830 632 830

blank ist hier optisch blank, glänzend gemeint. Es kann also ein Aluminiumblech, walzblank, poliert oder anodisiert sein, oder auch ein verzinktes Stahlblech. Vorteilhaft ist in letzterem Fall die Zinkschicht mit einem Korrosionsschutz zu versehen, solange die Schicht noch frischglänzend und noch nicht grau korrodiert ist. blank here means optically blank, shiny. So it can be an aluminum sheet, bright rolled, polished or anodized, or a galvanized steel sheet. In the latter case, it is advantageous to provide the zinc layer with a corrosion protection as long as the layer is still freshly shiny and not yet corroded gray.

Das Unterblech 4 besteht vorteilhaft aus demselben Material wie das Oberblech 3, um elektrolytischer Korrosion vorzubeugen. The lower plate 4 is advantageously made of the same material as the upper plate 3 in order to prevent electrolytic corrosion.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt (quer zu den Rippen) durch den Kollektor 1. Hier ist wiederum das Oberblech 3 und mit Abstand darunter das Unterblech 4 zu erkennen. Zwischenlagen verschiedener Art können diese Bleche in vorbestimmtem Abstand, z. B. 1 mm, halten. Fig. 2 zeigt im Querschnitt einen Ausschnitt einer Kollektorfläche, nämlich eine Stossstelle oder Überlappung von Blechbahnen 3,4 und 3 ', 4'. Die Wärmeisolationsschicht 9 aus Schaumstoff, Glasfasern oder Steinwolle ruht hier auf Pfetten 6'. Auf die Isolationsschicht aufgelegt sind die Bleche 3,3'. Diese sind durch die Rippen hindurch mittels Schrauben 20, Schiessbolzen oder anderen Befestigungsmiteln auf Pfetten 6 befestigt. Diese Befestigungsmittel sind so ausgebildet und angeordnet, dass den Wärmeausdehnungen der Bleche Rechnung getragen wird. Unter dem Schraubenkopf der Schraube 20 ist eine Dichtung üblicher bewährter Befestigungstechnik für Dächer und Fassaden angeordnet (Zinkblechscheiben, Asbestscheiben, Alu-Scheiben, «Neopren»), Die Rippen 31,32 liegen direkt aufeinander und dichten dadurch genügend ab. Um nun das obere Kollektorblech 3 in vorbestimmtem Abstand von Unterblech 4 zu halten, ist das Unterblech mit Sicken 33 versehen. Diese werden vorteilhaft gleich beim Profilwalzen hergestellt und ragen in diesem Erfindungsbeispiel ca 1 mm über die Blechfläche vor. Eine besonders vorteilhafte Blechprofilform ist in Fig. 6 dargestellt. Die Rippen 31 und 32 dienen einerseits der Längsversteifung der Bleche und andrerseits der Regenwasser-Abdichtung der einzelnen Blechbahnen gegeneinander. Im weitern sichern sie die gleichmässige Verteilung des zu erwärmenden Wassers im Kollektor. Fig. 2 shows a cross section (transverse to the ribs) through the collector 1. Here again the top plate 3 and at a distance below the bottom plate 4 can be seen. Intermediate layers of different types can these sheets at a predetermined distance, for. B. 1 mm. 2 shows in cross section a section of a collector surface, namely a joint or overlap of sheet metal webs 3, 4 and 3 ', 4'. The heat insulation layer 9 made of foam, glass fibers or rock wool rests here on purlins 6 '. The sheets 3, 3 'are placed on the insulation layer. These are attached to purlins 6 through the ribs by means of screws 20, shooting bolts or other fastening means. These fasteners are designed and arranged so that the thermal expansion of the sheets is taken into account. Under the screw head of screw 20 there is a gasket of conventional, tried and tested fastening technology for roofs and facades (zinc sheet washers, asbestos washers, aluminum washers, «neoprene»). The ribs 31, 32 lie directly on top of each other and therefore provide sufficient sealing. In order to keep the upper collector plate 3 at a predetermined distance from the lower plate 4, the lower plate is provided with beads 33. These are advantageously produced during profile rolling and protrude about 1 mm above the sheet surface in this example of the invention. A particularly advantageous sheet metal profile shape is shown in FIG. 6. The ribs 31 and 32 serve, on the one hand, for the longitudinal stiffening of the sheets and, on the other hand, for rainwater sealing of the individual sheet webs against one another. Furthermore, they ensure the even distribution of the water to be heated in the collector.

Funktionsweise: Functionality:

Ein zu erwärmendes Medium (Wasser, Öl) fliesst von oben nach unten zwischen Blech 3 und 4. Dabei fliesst es, grösstenteils beide Bleche berührend, in den «flachen» Teilen der Blechprofile. d. h. zwischen den Rippen. Es braucht nicht in den Rippen selbst zu fliessen, denn die Wärmeleitfähigkeit des Metalls überträgt die Wärme des Bleches trotzdem auf das Wasser, welches am Rande der Rippen fliesst. Bei Frost besteht keine Gefahr der Beschädigung, da der Kollektor nur Wasser führt, wenn ein (nicht dargestelltes) Thermoelement meldet, dass das Kollektorblech 3 war ist und entsprechend eine Pumpe steuert. Bei kaltem Kollektor ist dieser wasserleer. Selbst wenn die Steuerung versagen sollte, könnte das Eis infolge der leicht elastischen Kollektorkonstruktion keinen Schaden verursachen. Ferner bildet der Kollektor ein Doppeldach. Bei Schneeschmelze kann auf dem Dach ein Schneewall liegen bleiben, der das Wasser staut. Dies kann an den Stossstellen der Blechprofile durchdringen. Von dort kann es aber auf dem unteren Blechprofil 4, welches trocken ist, ablaufen, ohne Schaden anzurichten. A medium to be heated (water, oil) flows from top to bottom between sheets 3 and 4. It flows, mostly touching both sheets, in the «flat» parts of the sheet profiles. d. H. between the ribs. It does not need to flow in the ribs themselves, because the thermal conductivity of the metal still transfers the heat of the sheet to the water flowing at the edge of the ribs. When there is frost, there is no risk of damage, since the collector only carries water when a thermocouple (not shown) reports that the collector plate was 3 and controls a pump accordingly. When the collector is cold, it is empty. Even if the controller should fail, the ice could not cause damage due to the slightly elastic collector construction. The collector also forms a double roof. When the snow melts, a snow wall can remain on the roof, damaging the water. This can penetrate at the joints of the sheet metal profiles. From there, however, it can run on the lower sheet profile 4, which is dry, without causing any damage.

Fig. 3 zeigt einen bekannten Kollektor im Schnitt mit Wellblech 61 und Glasabdeckung 62. 3 shows a known collector in section with corrugated iron 61 and glass cover 62.

Fig. 4 zeigt in grösserem Massstab das Wellblech mit dem schmalen Rinnsal 63 in den Wellentälern. Fig. 4 shows on a larger scale the corrugated sheet with the narrow trickle 63 in the troughs.

Die Nachteile dieses Kollektors sind in der Einleitung beschrieben. The disadvantages of this collector are described in the introduction.

Fig. 5 und 6 zeigen besonders vorteilhafte Blechprofilformen. Solche Bleche werden auch Trapezbleche genannt. Die angegebenen Verhältniszahlen zeigen vorteilhafte Proportionen. 5 and 6 show particularly advantageous sheet metal profile shapes. Such sheets are also called trapezoidal sheets. The given ratios show advantageous proportions.

Fig. 6 zeigt das Unterblech 3, passend zu dem Blech 4 der Fig. 5, mit Sicken 33 als Abstandshalter. Fig. 6 shows the lower plate 3, matching the plate 4 of Fig. 5, with beads 33 as a spacer.

In Fig. 7 und 8 ist ein Wassereinlauf dargestellt. In Fig. 7 ist im 7 and 8, a water inlet is shown. 7 is in

Schnitt das untere Profilblechende über das obere Blechende vorstehend gezeigt. Das Profil 3 ist (einige Millimeter im Massstab 1:1) über das Profilblech 4 angehoben und dazwischen ist ein Formstück 35, welches ein Wasserrohr 36 umschliesst, einge-5 schoben (Fig. 8). Damit die Formstück-Innenflächen sich nicht dichtend aufeinanderlegen, sind die Formstücke 35 beispielsweise aus genoppten odertexturierten Aluminiumblechen hergestellt in der Weise, dass die Berührung innen nur punktweise erfolgt und Wasser zwischen diesen Punkten durchfliessen kann, io Das Material dazu kann auch Kupferblech, Zinkblech, Kunststoff/Glasfaser usw. sein. Die elektrogalvanische Korrosion mit dem Rest der Installation muss beachtet werden. Cut the lower profile sheet end above the upper sheet end shown above. The profile 3 is raised (a few millimeters on a scale of 1: 1) over the profile plate 4 and in between a molded piece 35, which surrounds a water pipe 36, is inserted (FIG. 8). So that the interior of the fitting does not lie on top of one another in a sealed manner, the fittings 35 are produced, for example, from nubbed or textured aluminum sheets in such a way that the inside is touched only at points and water can flow between these points, io The material for this can also be copper sheet, zinc sheet, plastic / Fiber optic, etc. Electro-galvanic corrosion with the rest of the installation must be considered.

Insbesondere bei erfindungsgemässen Kollektoren aus 15 Aluminiumblechen kann der Wassereinlauf noch verbessert werden. In Fig. 9 und 10 ist ein Beispiel dargestellt mit einem Oberblech 3 und Unterblech 4, wobei die Blechenden 37,37' zwischen den Rippen aufgestellt sind. Dies wird in bekannter Weise mit einem Spezialwerkzeug bewerkstelligt. Da Oberblech 20 3 (Fig. 9) ist etwas vom Blechende des Unterbleches 4 zurückgezogen. Auf das letztere ist ein nach unt en perforiertes Wasserrohr 7 aufgelegt und befestigt. Anstelle eines runden Rohrquerschnittes kann auch, wie dargestellt, ein flacher Querschnitt gewählt werden, wodurch eine flachere Firstabdeckung ermög-25 licht wird. Fig. 10 zeigt die Aufbiegung der Blechenden in der Perspektive. Wie dem Fachmann gleich ersichtlich ist, brauchen die Bleche 3 und 4 auf diese Weise nicht mehr Abstand voneinander zu haben, als Flüssigkeit durch den Zwischenraum fliessen kann. Der Wassereinlauf ist trichterartig. Filierblöcke 38 30 bekannter Art sind zwischen Oberblech und Firstblech angeordnet, um das Eindringen von Fremdkörpern zu verhindern. Insbesondere bei sehr flachen Dächern ist dieser trichterartige Einlauf vorteilhaft. In particular in the case of collectors made of 15 aluminum sheets according to the invention, the water inlet can be further improved. An example is shown in FIGS. 9 and 10 with a top plate 3 and bottom plate 4, the plate ends 37, 37 'being set up between the ribs. This is done in a known manner with a special tool. Since the top plate 20 3 (FIG. 9) is somewhat withdrawn from the end of the bottom plate 4. On the latter, a water pipe 7 perforated towards the bottom is placed and fastened. Instead of a round pipe cross-section, a flat cross-section can also be selected, as shown, which enables a flatter ridge cover. Fig. 10 shows the bending of the sheet ends in perspective. In this way, as is immediately apparent to the person skilled in the art, the sheets 3 and 4 do not need to be further apart than liquid can flow through the intermediate space. The water inlet is funnel-like. Filleting blocks 38 30 of a known type are arranged between the top plate and the ridge plate in order to prevent the penetration of foreign bodies. This funnel-like inlet is particularly advantageous for very flat roofs.

Fachleute sind sich einig, dass Blechdächer oder Blechfassa-35 den aus verzinkten Stahlblechprofilen wie Fig. 5,6, aus St. 37, beidseitig 400 gr/m2 sendzimir-verzinkt (auch bandverzinkt genannt), band- oder nachbeschichtet, in durchschnittlichen Witterungsverhältnissen im schweizerischen Mittelland 30 Jahre oder mehr Lebensdauer erwarten lassen. Dasselbe trifft für 40 beschichtete Aluminiumbleche zu. Diese Erfahrungswerte können etwa auch auf den erfindungsgemässen Kollektor angewendet werden. Experts agree that sheet metal roofs or sheet metal façades made of galvanized sheet steel profiles such as Fig. 5,6, from St. 37, 400 gr / m2 sendzimir galvanized on both sides (also called strip galvanized), coil coated or re-coated, in average weather conditions in Swiss Mittelland can be expected to have a lifespan of 30 years or more. The same applies to 40 coated aluminum sheets. These empirical values can also be applied to the collector according to the invention.

Dieser Kollektor wird als sogenanntes offenes System betrieben. Das heisst, das umlaufende Wärmetransportmedium hat 45 Kontakt mit der Luft und damit mit Sauerstoff. Dieser Umstand könnte zu erhöhter Korrosion zwischen den Blechen führen. Wohl halten Gewächshäuser und Kühlschränke trotz höchster Luftfeuchtigkeit jahrzehntelang, der Fachmann trachtet dennoch nach möglichst geringer Korrosion. Es wird deshalb vorge-50 schlagen, bei Verwendung von Wasser als Wärmeträger diesem Korrosionsinhibitoren zuzufügen. Solche sind z. B. Äthylen-Glycol-Mischungen oder Korrosionsschutzmittel auf der Basis Natriumbenzoat, das in Wasser und Glykol gut löslich ist. This collector is operated as a so-called open system. This means that the circulating heat transport medium has 45 contact with the air and thus with oxygen. This could lead to increased corrosion between the sheets. Greenhouses and refrigerators keep well for decades despite the highest air humidity, but the specialist nonetheless strives for as little corrosion as possible. It is therefore proposed to add corrosion inhibitors to this when water is used as the heat transfer medium. Such are e.g. B. ethylene-glycol mixtures or corrosion inhibitors based on sodium benzoate, which is readily soluble in water and glycol.

55 Ferner kann anstelle von Wasser Mineralöl verwendet werden mit hoher Viskosität, z. B. 30 bis 50. Öl hat ebenfalls einen korrosionshindernden Einfluss und gefriert im Winter nicht. 55 Furthermore, mineral oil with high viscosity, e.g. B. 30 to 50. Oil also has a corrosion-preventing effect and does not freeze in winter.

Bei Verwendung von Wasser oder Öl als Wärmeträger ist es 60 notwendig, einen Wärmeaustauscherzwischen Kollektor und Speicher anzuordnen, welche jedoch keinen hohen Wirkungsgrad aufweisen muss und deshalb relativ klein und billig sein kann. Derjenige Energieanteil, der durch den Wärmeaustauscher nicht übertragen wird, ist nicht verloren, sondern wird dem 65 Kollektor wieder zugeführt. If water or oil is used as the heat carrier, it is necessary to arrange a heat exchanger between the collector and the store, which, however, does not have to be highly efficient and can therefore be relatively small and cheap. The proportion of energy that is not transferred by the heat exchanger is not lost, but is returned to the collector.

Befürchtungen wegen vorzeitiger Innenkorrosion können ganz entfallen, wenn Luft als Wärmeträger verwendet wird. In diesem Fall ist eine etwas andere Kollektorbauart vorgeschlagen: Fears of premature internal corrosion can be completely eliminated if air is used as a heat carrier. In this case, a slightly different type of collector is proposed:

632 830 632 830

Im Prinzip ist der Kollektor gleich gebaut wie in Fig. 1 und 2, jedoch beträgt der Abstand zwischen Oberblech 3 und Unterblech 4 nun einige Zentimeter, z. B. 5 cm und mehr, statt bloss 1 mm. In principle, the collector is constructed in the same way as in FIGS. 1 and 2, but the distance between the top plate 3 and bottom plate 4 is now a few centimeters, for. B. 5 cm and more, instead of just 1 mm.

Fig. 13: Auf einer Pfette 40 ist ein Unterblech 4, in der Profilform wie in Fig. 5 dargestellt, aufgelegt und im Abstand von 5 cm darüber ein gleiches Profilblech 3. Dazwischen sind, in Abständen entsprechend den Pfettenabständen, Vierkantrohre 41, z. B. solche von 25/25 mm eingelegt. Die Bleche 34 (und Rohre 41) sind zusammen durch die Stege hindurch mittels Schrauben 42 auf die Pfetten 40 geschraubt. Vorteilhaft werden dabei die Rohre 41 nicht durchbohrt. Zwischen den Pfetten oder darüber ist eine Wärmeisolation 43 an das Unterblech 3 geklebt. Blechstösse können mit dauerelastischem Kleber oder mit Polymeren, (Epoxy, PU), gedichtet werden. Fig. 13: On a purlin 40, a lower plate 4, in the profile shape as shown in Fig. 5, is placed and at a distance of 5 cm above the same profile plate 3. In between, at intervals corresponding to the purlin spacing, square tubes 41, z. B. those of 25/25 mm inserted. The sheets 34 (and tubes 41) are screwed together through the webs by means of screws 42 onto the purlins 40. The tubes 41 are advantageously not pierced. A heat insulation 43 is glued to the lower plate 3 between the purlins or above. Sheet metal joints can be sealed with permanently elastic adhesive or with polymers (epoxy, PU).

Fig. 11 zeigt den Dachkollektor für Luft im Längsschnitt. Hier sind die Pfetten 40 mit der Wärmeisolation 43 dazwischen zu erkennen. Auf den Pfetten liegt das Blech 4 und im Abstand davon das Oberblech 3. Dazwischen halten die Vierkantrohre 41 den Abstand. Diese sind gleich neben den Befestigungsschrauben 42 angeordnet. Am unteren Ende des Bleches 3 ist der Zu-und Abluftkanal 46,47 angeordnet. Dieser ist mittels Filler-blocks 55 gegen die Aussenluft abgedichtet. Regenwasser kann über das Oberblech 4 und den Regenkännel 56 ablaufen. Fig. 11 shows the roof collector for air in longitudinal section. The purlins 40 with the thermal insulation 43 in between can be seen here. The sheet 4 lies on the purlins and the upper sheet 3 is spaced therefrom. In between, the square tubes 41 keep the distance. These are arranged right next to the fastening screws 42. The supply and exhaust air duct 46, 47 is arranged at the lower end of the sheet 3. This is sealed against the outside air by means of filler blocks 55. Rainwater can run off over the top plate 4 and the rain can 56.

Fig. 12 zeigt einen Längsschnitt des Kollektors im Bereich des Dachfirstes. Der Luftaustritt zwischen Blech 3 und 4 am oberen Ende wird durch einen dazwischen gepressten Schaumstoffblock 57 verhindert. Ebenso ist bei 55 ein Filierblock angeordnet gegen unerwünschtes Eindringen von Fremdkörpern. Der Haltestreifen 58 für den Filierblock 55 dient gleichzeitig zum Einrasten des Firstbleches. Fig. 13 zeigt das seitliche Abschlussblech 59. Fig. 12 shows a longitudinal section of the collector in the area of the ridge. The air outlet between sheet metal 3 and 4 at the upper end is prevented by a foam block 57 pressed between them. Likewise, a filleting block is arranged at 55 to prevent undesired penetration of foreign bodies. The holding strip 58 for the filleting block 55 also serves to snap the ridge sheet into place. 13 shows the lateral end plate 59.

Normalerweise haben die Bleche 3 und 4 genügend Bewegungsfreiheit, um Wärmedehnungen zuzulassen. Auch kann sich beim Kollektor für Luft das Blech 3 gegenüber dem Blech 4 verschieden dehnen. Sind die Blechbahnen aber lang, z.B. über 8 m, kann es zweckmässig sein, die Bleche teilweise gemäss Fig. 15 zu befestigen. Die Figur zeigt einen Gleitschuh im Schnitt, bestehend aus einem Kunststoffuss 45 und einem darin gleitbaren Aluminiumkopf 44. Die Höhe dieser Gleitschuhe ist etwa 4 cm und die Länge 8 cm. Sie werden über etwa einen Drittel der Blechprofillänge zwischen Blech und Pfette angeordnet. The sheets 3 and 4 normally have sufficient freedom of movement to allow thermal expansion. Also, in the air collector, the sheet 3 can expand differently from the sheet 4. But if the sheet lengths are long, e.g. over 8 m, it may be advisable to partially fix the sheets according to FIG. 15. The figure shows a sliding shoe in section, consisting of a plastic base 45 and an aluminum head 44 slidable therein. The height of these sliding shoes is approximately 4 cm and the length 8 cm. They are arranged between the sheet and the purlin over a third of the sheet profile length.

Ferner kann es zweckmässig sein, wenn die Blechbahnen 3,4 lang sind, anstelle der Vierkantrohre 41 solche mit rundem Querschnitt zu verwenden. Dies ermöglicht in gewissen Grenzen eine Wärmedehnung des Oberbleches 4, welche verschieden der Wärmedehnung des Unterbleches 3 ist (Fig. 12: 41'). Furthermore, it may be expedient if the sheet metal webs 3, 4 are long, instead of the square tubes 41, to use those with a round cross section. Within certain limits, this enables thermal expansion of the top plate 4, which is different from the thermal expansion of the bottom plate 3 (FIG. 12: 41 ').

In Fig. 14 ist ferner ein Querschnitt durch eine Schikane 51 gezeigt. Der Zweck solcher Schikanen ist in Fig. 16 näher erläutert. Fig. 16 zeigt schematisch dargestellt einen Dachkollektor nach Fig. 11—13, in Ansicht von oben und in kleinem Massstab. 14 also shows a cross section through a chicane 51. The purpose of such baffles is explained in more detail in FIG. 16. 16 schematically shows a roof collector according to FIGS. 11-13, in a view from above and on a small scale.

Funktion: Der Ventilator 48 drückt Luft vom Speicher oder von Wohnräumen in den Luftkanal 46, von wo diese im Kollektor, den Pfeilen folgend, aufsteigt. Bei 47' ist der Zuluftkanal 46 vom Rückluftkanal 47 abgeschlossen. Durch Leitbleche (Schikane) 50,51,52 geführt, erwärmt sich die Luft bei Sonnenschein und strömt unter weiterer Erwärmung an der Schikane 52 vorbei in den Rückluftkanal 47, von wo sie durch einen weiteren Ventilator 49 wieder dem Speicher zugeführt wird. Function: The fan 48 presses air from the store or from living spaces into the air duct 46, from where it rises in the collector, following the arrows. At 47 ', the supply air duct 46 is closed by the return air duct 47. Passed by baffles (chicane) 50, 51, 52, the air heats up when the sun shines and flows past the chicane 52 into the return air duct 47, from where it is fed back to the store by a further fan 49.

Diese Anordnung spart Luftkanäle und erlaubt, mit zwei Ventilatoren den Kollektor mit niederem Druck zu betreiben. Niederer Druck einerseits ist energietechnisch vorteilhaft und andererseits sind die Dichtungen am Kollektor einfacher und billiger zu erstellen. This arrangement saves air ducts and allows the collector to be operated at low pressure with two fans. On the one hand, low pressure is advantageous in terms of energy technology, and on the other hand, the seals on the collector are easier and cheaper to produce.

Vorstehend beschriebene Kollektoren können im Sommer Temperaturen bis 70° C erreichen. Da im Winter die Temperatur selten über 50°C steigt, kann es wünschbar sein, höhereTempe-raturen zu erreichen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, eine transparente Abdeckung anzubringen. Fig. 2a zeigt im Schnitt die Befestigung der transparenten Abdeckung am Kollektor. Es sind die Bleche 3 und 4 des Kollektors zu erkennen. Eine Schraube 64 durchdringt eine Unterlagscheibe 63 und eine Blechscheibe 65, sowie ein kurzes Rohrstück 62. Das Rohrstück ist um geringes länger als die Dicke der Blechscheibe 65 beträgt. Bei angezogener Schraube bleibt die Scheibe 65, welche einen Schlitz 67 aufweist, in der Richtung der Rippenachsen leicht verschiebbar. Auf mehreren Scheiben 65 ist die transparente Abdeckung 61 aus glasfaserverstärktem Kunststoff mittels selbstschneidenden Schrauben 66 befestigt. Bei Wärmedehnungen kann sich die Abdeckung 65 gegenüber dem Kollektor verschieben. Collectors described above can reach temperatures of up to 70 ° C in summer. Since the temperature rarely rises above 50 ° C in winter, it may be desirable to reach higher temperatures. In this case it is advantageous to apply a transparent cover. Fig. 2a shows in section the attachment of the transparent cover to the collector. The plates 3 and 4 of the collector can be seen. A screw 64 penetrates a washer 63 and a sheet metal disk 65, as well as a short pipe section 62. The pipe section is slightly longer than the thickness of the sheet metal plate 65. When the screw is tightened, the washer 65, which has a slot 67, remains easily displaceable in the direction of the rib axes. The transparent cover 61 made of glass fiber reinforced plastic is fastened on several panes 65 by means of self-tapping screws 66. In the event of thermal expansion, the cover 65 can shift relative to the collector.

Zum Begriff «Kollektordach» ist noch zu definieren, dass damit ein Sonnenkollektor bezeichnet ist, der gleichzeitig die Dachhaut bildet. Der Begriff «Filierblöcke» ist unter Dach- und Fassadenspezialisten gebräuchlich und bezeichnet wetterfeste Schaumstoffstreifen, meistens dem verwendeten Blechprofil entsprechend vorgeformt, welche als Dichtung verwendet werden. With regard to the term “collector roof”, it still has to be defined that it refers to a solar collector that also forms the roof skin. The term “filler blocks” is common among roof and facade specialists and refers to weatherproof foam strips, mostly preformed according to the sheet metal profile used, which are used as seals.

4 4th

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

M M

4 Blatt Zeichnungen 4 sheets of drawings

Claims

632 830 PATENT CLAIMS

1. Flat collector for solar energy, with a cavity intended for the passage of a heat transfer medium and delimited from upper and lower walls, one wall having a layer absorbing solar energy, characterized in that the walls are arranged next to one another and at the joints with the formation of ribs ( 18,31,32) overlapping sheet metal sheets (3,4) are assembled.

2. Flat-plate collector according to claim 1, characterized in that the upper and lower walls consist of profiled sheet (3, 4), beads (33) being arranged at least in the lower profiled sheet (4) as a spacer between the latter and the upper profiled sheet (3) are.

3. Flat collector according to claim 1, characterized in that intermediate layers (41, 41 ') are provided in the fastening area between the upper profiled sheet (3) and the lower (4) spacers.

4. Flat plate collector according to one of the claims 1-3, characterized in that fastening members (20) for fastening the profiled sheet webs (3, 4) to a carrier (6), the profiled sheet webs in the region of the ribs (31, 32) push through.

5. Flat collector according to claim 1, characterized in that the inlet for the heat transport medium consists of a perforated tube (36).

6. Flat collector according to claim 5, characterized in that the inlet consists of a shaped piece (35) which surrounds the tube (36) for the purpose of supplying the heat transport medium between the profile sheets (3, 4).

7. Flat collector according to claim 1, characterized in that between the ribs (31,32) substantially flat sheet metal surfaces (3 ', 4') extend.

8. Flat collector according to claim 1, characterized in that the flat sheet metal surfaces are bent at the inlet for the heat transfer medium (37,37 ') for the purpose of supplying the heat transfer medium between the profile sheets (3, 4).

9. Flat collector according to one of claims 1 to 8, characterized in that the heat transport medium is a difficultly corrosive agent, in particular oil.

10. Flat collector according to claim 1, characterized in that the heat transport medium is air and the walls (4,3) have a corresponding distance from one another.

11. Flat collector according to claim 10, characterized in that supply and exhaust air channels are connected to the collector body, in particular that they are arranged on one side of the collector body, the cavity in at least two chambers by at least one baffle (50, 51, 52) is divided for guiding the air (Fig. 16).

12. Flat collector according to claim 1, characterized in that it has a transparent cover (61) on the side facing the sun, which is attached to the collector body via displaceable elements (65) in such a way that

that the cover (61) can shift due to thermal expansion in relation to the collector body (Fig. 2a).