DE102007019596A1

DE102007019596A1 - Kollektormontagesockel

Info

Publication number: DE102007019596A1
Application number: DE102007019596A
Authority: DE
Inventors: Harald Zahn
Original assignee: Harald Zahn GmbH
Current assignee: Harald Zahn GmbH
Priority date: 2006-04-29
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2007-10-31
Also published as: DE202006007066U1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kollektormontagesockel, insbesondere für die Montage von Kollektoren auf Flachdächern, bei dem der Kollektormontagesockel aus mindestens einem Leichtbauelement gebildet ist. Bei nicht exponierten Lagen reicht oftmals das Eigengewicht des Kollektors aus, um sich gegen Windkräfte selbst zu sichern. Mit der vorliegenden Erfindung wird erreicht, dass die durch die Nutzung des Flachdachs mit Kollektoren notwendige Gewichtsbelastung so gering wie möglich gehalten wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kollektormontagesockel, insbesondere für die Montage von Kollektoren auf Flachdächern.
Vorrichtungen zur Montage von Kollektoren auf Flachdächern sind in unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Meist werden s.g. Aufständerungen eingesetzt. Dies sind auf dem Flachdach in der Regel lose aufgesetzte Metallkonstruktionen, auf denen die Kollektoren montiert werden. Der Aufbau samt Kollektoren muss gegen Windkräfte gesichert werden. Hierzu wird die Ständerkonstruktion mit zusätzlichen Lasten beschwert. Durch dieses Gewicht wird die Dachkonstruktion extrem belastet. Bei Altdächern muss oftmals wegen der mangelnden Dachstatik gar von einer Nutzung für Kollektoren Abstand genommen werden.
Mit der vorliegenden Erfindung soll erreicht werden, dass die durch die Nutzung des Flachdachs mit Kollektoren notwendige Gewichtsbelastung so gering wie möglich gehalten wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kollektormontagesockel nach dem vorgeschlagenen Hauptanspruch gelöst.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Kollektormontagesockel aus mindestens einem Leichtbauelement gebildet ist. Bei nicht exponierten Lagen, reicht oftmals das Eigengewicht des Kollektors aus, um sich gegen Windkräfte selbst zu sichern.
Bevorzugt besitzen die Leichbauelemente Mittel zur Befestigung auf dem Flachdach und/oder zur Adaption mit benachbarten Leichtbauelementen. Diese Mittel können zur mechanischen Befestigung geeignet sein oder die Fixierung durch die Beaufschlagung von Vakuum erfolgen. Dadurch wird die Dachauflast minimiert. Das Eigengewicht der Montagesockel ist für statische Belange nahezu vernachlässigbar.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Leichtbauelement als Hohlkörper ausgebildet ist. Zum einen wird dadurch weiteres Materialgewicht eingespart. Zum Anderen kann der Hohlkörper als Vakuumraum genutzt werden, wenn zwischen ihm und dem Dachuntergrund eine entsprechende Abdichtung vorgenommen wird. Für diese Fixierung sieht die Erfindung ein Vakuumventil vor, das die Gehäusewand durchsetzt und gegebenenfalls einzeln benutzt werden kann oder, wenn keine Isolierung der einzelnen Elemente erwünscht ist, im Verbund eine Vakuumpumpe angeschlossen wird.
Bevorzugt werden die Leichtbauelemente aus Kunststoff, Porenschaum, Recyclingmaterial, gepressten Naturstoffen oder anderen geeigneten Mitteln hergestellt, die ein entsprechendes geringes Eigengewicht besitzen. Hervorragend eignen sich hierbei FKV's d.h. Faserkunststoffverbunde. Eine besondere Rolle spielen dabei die s.g. neuen Werkstoffe. Glas- Kohle- Aramid- oder Textilfaserstoffe, die in Verbindung mit Duro- und/oder Thermoplasten zu äußerst leichten, gut formbaren aber festen und eigensteifen Körpern verarbeitet werden können.
Der Sockelkorbus ist vakuumstabil ausgeführt. Ist das verwendete Material an sich porös oder luftdurchlässig, so wird eine luftundurchlässige Schicht eingebracht.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mit den Leichtbauelementen die zumindest teilweise miteinander adaptierbar sind, ein Bausatz gebildet ist. Die Ausgestaltung der Einzelelemente ermöglicht eine Modulbildung, die eine uneingeschränkte Erweiterungsmöglichkeit über die gesamte Dachfläche gestattet. Hierzu besitzen die Leichtbauelemente Adaptionsmittel, mit denen eine Verbindung untereinander z.B. reihenweise möglich ist. Bevorzugt sind dies s.g. Possitiv/Negativ Ausprägungen am Gehäuse, wie z.B. ein Zapfen des ersten Elementes, welches in eine Mulde des benachbarten Elementes eingesetzt wird.
Bevorzugt besitzen die Leichtbauelemente eine Keilform. Damit kann zugleich eine Neigung für die Kollektorfläche gebildet werden. Ebenso ist aus Windkraftgründen die Rückwand des Elementes, unter Einschluss eines stumpfen Winkels zur unmittelbar anschließenden Dachfläche geneigt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Leichtbauelement einen Befestigungsrand besitzt. Dieser kann zur mechanischen Befestigung z.B. mit Kunststoffschraubkombinationen genutzt werden, oder/und mit dem Dachuntergrund. D.h. der anzutreffenden Dachabdichtung verschweißt werden. Hierzu ist der Befestigungsrand bevorzugt aus dem Dachbahnenmaterial beschaffen. Alternativ hierzu kann der Befestigungsrand auch einstückig mit dem Leichtbauelement ausgebildet sein. Bei der mechanischen Befestigung kann die Kunststoffschraubkombination entweder mit einer Folie überlappt und diese verschweißt werden oder mit einer auf der Kopfplatte der Kunststoffschraubkombination adaptierbaren Abdichtplatte verschlossen werden.
Energieleitungen werden innerhalb der Elemente geführt, wozu entsprechende Kabeldurchführungen vorgesehen sind. Gegebenenfalls werden Übergänge und Auslässe, sowie Stoßkanten entsprechend dicht verschlossen.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Kollektormontagesockel einen zwischen den Wandteilen angeordneten im Kollektorinnenraum gelegenen Boden besitzt. Bei abgenommenem Kollektor ist der Sockelinnenraum frei zugänglich. Der Kollekormontagesockel kann dann mit im Innenraum des Kollektormontagesockels gelegenen, d.h. von den Wandseiten eingeschlossenen Boden auf dem Flachdach mechanisch befestigt werden. Nach aufgesetztem Kollektor sind die Montagestellen nicht mehr sichtbar.
Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass im Kollektormontagesockel eine mit einem Leitungssystem in Verbindung stehende Transportzuleitung und/oder eine Abtransportleitung integriert ist. Vorteilhafterweise ist dabei das Leitungssystem mit einer Wärmetauscheranlage gekoppelt. Erfahrungsgemäß entstehen unterhalb des Kollektors hohe Temperaturen, die gegebenenfalls sich auch auf die Leistungskapazität des Kollektors auswirken können. Die Erfindung sieht zum einen den Abtransport und damit die Temperatursenkung vor und zum anderen die dabei hantierte Energie zur weiteren Nutzung heranzuziehen. Das Leitungssystem kann dabei beispielsweise mit Wasser gefüllt sein, das Pumpen gesteuert einen Kreislauf durchfließt und die gespeicherte Wärme an geeigneten Einrichtungen abgibt.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung an Hand der Zeichnung, werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden näher beschrieben.
Dabei zeigen:
1 ein Kollektormontagesockel, der aus einem Leichtbauelement gebildet ist,
2 eine Seitenansicht des Kollektormontagesockels gemäß 1,
3 eine Draufsicht des Kollektormontagesockels gemäß 1,
4 ein Leichtbauelement als Teil eines Bausatzes in der Ausführungsform für die linke Seite des Kollektormontagesockels,
5 eine Seitenansicht des Leichtbauelements gemäß 4
6 eine Draufsicht des Leichtbauelements gemäß 4
7 ein Leichtbauelement als Teil eines Bausatzes in der Ausführungsform als Mittelteil des Kollektormontagesockels,
8 eine Seitenansicht des Leichtbauelements gemäß 7
9 eine Draufsicht des Leichtbauelements gemäß 7
10 ein Leichtbauelement als Teil eines Bausatzes in der Ausführungsform für die rechte Seite des Kollektormontagesockels,
11 eine Seitenansicht des Leichtbauelements gemäß 10
12 eine Draufsicht des Leichtbauelements gemäß 10
13 eine perspektivische Darstellung eines montierten Bausatzes, bestehend aus insgesamt vier Einzelelementen aus den Ausführungsformen gemäß 4 bis 12,
14 das in 2 mit „XIV" gekennzeichnete Detail in einer Vergrößerung,
15 ein zur mechanischen Befestigung des Kollektormontagesockels geeignete Kunststoffschraubkombination mit Abdichtplatte,
16 eine Variante der Ausbildung des Befestigungsrandes
17 ein Kollektormontagesockel mit innenliegendem Boden
18 Kollektormontagesockel mit einem Leitungssystem.
Die 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kollektormontagesockels 1. Er besteht aus einem Leichtbauelement 10 mit einem umlaufenden Befestigungsrand 20. Bevorzugt besteht der Befestigungsrand aus einem Folienmaterial, analog zum Material der mit 22 bezeichneten Dachbahn, welche für die Abdichtung des Flachdachs verwendet wurde. In diesem Bereich wird der Kollektormontagesockel 1 mechanisch auf dem Flachdach befestigt, indem z.B. ein Flächenbefestiger mit einer Abdichtkappe verwendet wird. Hierzu wird eine Kunststoffschraubkombination 23 gemäß 15 verwendet, die aus einem Kunststoffhalter 24 mit Hohlschaft 26 und angeformter runder Kopfplatte 25 sowie einer im Hohlschaft versenkt aufgenommenen Schraube 27 besteht. Die Schraube wird entsprechend des anzutreffenden Dachuntergrundes gewählt. Meist ist dies ein Stahltrapezblech. Gegebenenfalls wird die Kunststoffschraubkombination auch mit einem Dübelvorsatz bestückt, wenn der Dachuntergrund z.B. aus Beton besteht. Nachdem die Schraube im Dachuntergrund verankert ist, wird die Kopfplatte mit einer Abdichtplatte 3 adaptiert, die, bevorzugt mittels einem Quellschweißmittel mit dem Befestigungsrand verklebt wird. Der Befestigungsrand 20 besitzt einen aufragenden Kragen 28, der in einer außenseitigen Mulde 12 der Stirnwand 11 des Leichtbauelementes 10 einliegt und verklebt ist, wie dies in 14 im Detail gezeigt ist. Alternativ hierzu zeigt 16, wie an der Stirnwand 11a der Befestigungsrand angeformt ist. Das Leichtbauelement 10 besitzt eine Keilform, um für die Absorbtionsfläche 40 des Kollektors 41 eine Neigung zu bilden. Die Rückwand 42 des Leichtbauelements 10 besitzt ebenfalls eine Neigung, wobei zwischen dieser und der Dachfläche 43 ein stumpfer Winkel „a" gebildet ist, um das Element in seiner Formgebung günstig gegen Windeinflüsse zu gestalten. In der Ausführungsform gemäß den 1–3 ist der Kollektor 41 in einem Bett 45 in der Gehäusedecke 46 aufgenommen. Die Randseiten des Kollektors sind mit Dichtmasse versehen. Die Energieleitungen sind durch einen Kanal 47 in den Hohlraum 48 des Leichtbauelementes 10 eingeführt. Die Stirnwand 11 ist von einem Vakuumventil 50 durchsetzt. Mit dieser Anordnung wird ermöglicht, das Leichtbauelement mittels Unterdruck auf der Dachfläche zu fixieren, wobei die Befestigungsränder und Ein- und Auslassöffnungen luftdicht abzuschließen sind. Wenn auch das in 1–3 dargestellte Leichbauelement 10 alleine den Kollektormontagesockel 10 bildet, ist dieses zur Adaption mit weiteren Bausatzelementen vorbereitet.
Ein solch weiteres Leichtbauelement 10' ist in den 4 bis 6 dargestellt. Der Befestigungsrand 20' verläuft über drei Seiten. Auf der im Bild rechten Seite, an welche ein weiteres Element adaptierbar ist, ist kein Befestigungsrand vorgesehen. In der Seitenwand 49 ist hierzu ein in Form einer Mulde ausgebildetes Adaptionsmittel 30 vorgesehen.
Das in den 7 bis 9 dargestellte Leichtbauelement 10'' besitzt an seinen Seitenabschnitten keine Befestigungsränder. Dieses Bauteil wird als Mittelstück eingesetzt. Befestigungsränder 20'' sind an der Stirnwand 44 und an der Rückwand 42 vorgesehen. Die Befestigungsränder 20'' besitzen auf der im Bild linken Seite einen Überstand 71 um den Befestigungsrand 20' des benachbarten Leichtbauelementes 10' zu überlappen. Zum Zwecke der Verbindung mir anderen Leichtbauelementen 10' und/oder 10''' besitzt das Leichtbauelement 10'' auf seine dem voran angeordneten Bauelement nahen Seitenwand 51 ein Adaptionsmittel 31 in Form eines Zapfens, das exakt in das muldenförmige Adaptionsmittel 30 des im Bild links benachbarten Bauelementes passt. Auf der gegenüberliegenden Wandseite 52 besitzt das Leichtbauelement 10'' erneut ein Adaptionsmittel 30 in Form einer Mulde. Von Den Leichtbauelementen 10'' können entsprechend der nutzbaren Dachfläche beliebig viele nebeneinander angereiht werden, bevor als Reihenabschluss das Leichtbauelement 10''' gemäß den 10 bis 12 zum Anschluss kommt.
Die 13 zeigt einen Kollektormontagesockel 1', bestehend aus den Leichtbauelementen 10', 10'' und 10'''. Die Elemente sind wie bereits zuvor beschrieben miteinander adaptiert. Die Befestigungsränder 20', 20'' und 20''' überlappen sich und sind mit den Kunststoffschraubkombinationen 23 mechanisch auf dem Flachdach befestigt. Die Befestigungsstellen sind mit den Abdichtplatten 3 abgedeckt. Die Kabelführung erfolgt von den Kollektoren in den Hohlraum der Elemente und von dort aus durch die Kabeldurchführungen zum jeweils nächsten Element. Wird die Fixierung mit Vakuum betrieben, werden die Elemente hermetisch isoliert, um ein Vakuumaufbau zu ermöglichen.
17 zeigt einen Kollektormontagesockel 1 mit innenliegendem Boden 72. In diesem Ausführungsbeispiel befinden sich in den Eckbereichen den Boden 72 bildende Ohren, durch welche hindurch die mit 23 bezeichnete Kunststoffschraubkombination in den Dachuntergrund gesetzt und mit der Abdichtkappe 3 verschlossen wird. Hierbei wird lediglich die Kunststoffschraubkombination geschlossen. Die Dachbahn durchstochene Ebene kann gegen Feuchtigkeitseindrang z.B. mit Maßnahmen wie in den 1–16 beschrieben ist, geschützt werden.
18 zeigt die Kombination eines Kollektormontagesockels 1 mit einem Leitungssystem 73. Die innerhalb der Gehäuse entstehenden hohen Temperaturen können gesenkt werden, indem das Leitungssystem 73 mit Zuführ- und Abtransportleitungen 74 kommuniziert. Eine Pumpen- und Wärmetauschereinheit 75 bildet hierzu die geeignete Ergänzung des Kreislaufsystems. Die Nutzung des Leitungsinhaltes kann verschiedenartig sein. Neben der Anwendung eines Wärmetauschers ist auch die direkte Nutzung als Brauchwasser sinnvoll.
In den Figuren sind die gleichen Elemente jeweils auch mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

1: Kollektormontagesockel
1': Kollektormontagesockel
3: Abdichtplatte
10: Leichtbauelement
10': Leichtbauelement
10'': Leichtbauelement
10''': Leichtbauelement
11: Stirnwand
11a: Stirnwand
12: Mulde
20: Befestigungsrand
20': Befestigungsrand
20'': Befestigungsrand
20''': Befestigungsrand
22: Dachbahn
23: Kunststoffschraubkombination
24: Kunststoffhalter
25: Kopfplatte
26: Hohlschaft
27: Schraube
28: Kragen
30: Adaptionsmittel
31: Adaptionsmittel
40: Absorbtionsfläche
41: Kollektor
42: Rückwand
43: Dachfläche
44: Stirnwand
45: Bett
46: Gehäusedecke
47: Kanal/Kabeldurchführungen
48: Hohlraum
49: Seitenwand
50: Vakuumventil
51: Seitenwand
52: Wandseite
71: Überstand
72: Boden
73: Leitungssystem
74: Zu- u./o. Abtransportleitung
75: Pumpen- und Wärmetauschereinheit

Claims

Kollektormontagesockel, insbesondere für die Montage von Kollektoren auf Flachdächern, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektormontagesockel (1, 1') aus mindestens einem Leichtbauelement (10, 10', 10'', 10''') gebildet ist.
Kollektormontagesockel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtbauelement (10, 10', 10'', 10''') Mittel zur Befestigung auf dem Flachdach und/oder zur Adaption mit benachbarten Leichtbauelementen aufweist.
Kollektormontagesockel nach Anspruch 1 und oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtbauelement (10, 10', 10'', 10''') als Hohlkörper ausgebildet ist.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtbauelement (10, 10', 10'', 10''') aus einem Leichtbausstoff beschaffen ist.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtbauelement (10, 10', 10'', 10''') aus Kunststoff beschaffen ist.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtbauelement (10, 10', 10'', 10''') aus Porenschaum beschaffen ist.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtbauelement (10, 10', 10'', 10''') aus Recyclingmaterial beschaffen ist.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtbauelement (10, 10', 10'', 10''') aus bevorzugt gepressten Naturstoffen beschaffen ist.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtbauelement (10, 10', 10'', 10''') aus einem Faser Kunststoffverbund (FKV) beschaffen ist.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtbauelement (10, 10', 10'', 10''') aus einem Glas-, Kohle-, Aramid- und/oder Textilfaserstoff beschaffen ist.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtbauelement (10, 10', 10'', 10''') aus einem Carbonmaterial beschaffen ist.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die für das Leichtbauelement (10, 10', 10'', 10''') verwendeten Materialien in Duro- und/oder Thermoplaste eingebettet sind.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtbauelement (10, 10', 10'', 10''') einen Vakuum stabilen Korbus besitzt.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Leichtbauelementen (10'), und/oder (10'') und/oder (10'''), die zumindest teilweise miteinander adaptierbar sind, ein Bausatz gebildet ist.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leichtbauelemente (10, 10', 10'', 10''') untereinander korrespondierende Adaptionsmittel (30, 31) besitzen.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtbauelement (10, 10', 10'', 10''') keilförmig ausgebildet sind.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtbauelement (10, 10', 10'', 10''') eine geneigte Absorbtionsfläche (40) besitzt.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Bildung der Keilform des Leichtbauelements (10, 10', 10'', 10''') höhere Rückwand (42) unter Einschluss eines stumpfen Winkels „a" gegenüber der Dachfläche (43) geneigt ist.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtbauelement (10, 10', 10'', 10''') ein die Wandung durchsetzendes Vakuumventil (50) besitzt.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtbauelement (10, 10', 10'', 10''') einen Befestigungsrand (20, 20', 20'') besitzt.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsrand (20, 20', 20'') aus einem dem Dachbahnenmaterial entsprechenden Material besteht.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßkanten zwischen zwei Leichtbauelementen (10, 10', 10'', 10''') luftdicht verschlossen sind.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten Wandseiten der Leichtbauelemente (10, 10', 10'', 10''') mit Kabeldurchführungen (47) durchsetzt sind.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektormontagesockel (1) einen zwischen den Wandteilen angeordneten im Kollektorinnenraum gelegenen Boden (72) besitzt.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Kollektormontagesockel (1) eine mit einem Leitungssystem (73) in Verbindung stehende Transportzuleitung und/oder eine Abtransportleitung (74) integriert ist.
Kollektormontagesockel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem mit einer Wärmetauscheranlage gekoppelt ist.