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Die Erfindung betrifft einen Absorber zur Verwendung in einer Solarkollektoranordnung, umfassend zwei miteinander verbundene Plattenelemente, welche mindestens einen Fluidströmungsraum begrenzen, der mit einem warmeaufnehmenden Fluid durchstrombar oder durchströmt ist, wobei die Plattenelemente einen Nutzbereich aufweisen, in welchem der Fluidstromungsraum angeordnet ist, und einen randseitigen Fixierbereich zur Fixierung des Absorbers an dem Rahmen.
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Aus der
DE 10 2008 064 010 A1 ist eine Sonnenkollektoranordnung in Form eines Isolierglasaufbaus mit einem plattenformigen Absorber bekannt. Der Absorber ist aus zwei dunnen Blechen hergestellt ist, welche berandend gasdicht abgeschlossen sind. Die Berandung des Absorbers ist von einem im Profil U-formigen Halteelement umgriffen, welches den Absorber im Innenraum des Isolierglasaufbaus fixiert.
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Die bekannte Sonnenkollektoranordnung hat den Nachteil, dass fur eine Vielzahl unterschiedlicher Kollektor-Baugroßen eine entsprechende Vielzahl unterschiedlich großer Absorber bereitgehalten werden muss. Dies verkompliziert und verteuert die Herstellung eines entsprechenden Fassadenelements, was einer raschen Verbreitung entgegensteht. Aus okologischer Sicht ist es aber gerade wünschenswert, moglichst schnell moglichst viele Fassadenelemente zur Nutzung von Sonnenenergie in Einsatz bringen zu konnen.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Absorber der eingangs genannten Art bereitzustellen, welcher die Herstellung einer Vielzahl maßunterschiedlicher Sonnenkollektoren vereinfacht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelost, dass die Plattenelemente einen zwischen dem Nutzbereich und dem Fixierbereich angeordneten Zusatzbereich aufweisen, welcher nach Abtrennung randseitiger Materialabschnitte der Plattenelemente als Fixierbereich nutzbar oder genutzt ist.
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Bei dem erfindungsgemaßen Absorber ist ein Zusatzbereich vorgehalten, welcher bedarfsweise verkleinert werden kann. Der Zusatzbereich grenzt an den Nutzbereich an und ist frei von Fluidstromungswegen. Durch Abtrennen randseitiger Materialabschnitte der Plattenelemente wird der Zusatzbereich verkleinert, jedoch derart, dass der verbleibende Rest des ursprunglich vorgehaltenen Zusatzbereichs als Fixierbereich verwendet werden kann.
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Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, in Abkehr vom Stand der Technik nicht den Nutzbereich des Absorbers zu maximieren, sondern einen kleineren Nutzbereich bereitzustellen, wodurch die maximale Warmeaufnahmefahigkeit des Absorbers bezogen auf die Gesamtflache des Absorbers verkleinert ist. Dieser Nachteil wird bewusst in Kauf genommen, damit der Zusatzbereich bereitgehalten werden kann, der wiederum (nach Abtrennung randseitiger Materialabschnitte) als Fixierbereich nutzbar ist. Die abgetrennten Materialabschnitte können einer Wiederverwertung zugefuhrt werden.
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Je großer der Zusatzbereich ist, desto großer ist die Maßspanne, welche zur Herstellung unterschiedlich großer Solarkollektoranordnungen ausgefullt werden kann. Bevorzugt ist es, wenn sich der Zusatzbereich uber eine zwischen dem Nutzbereich und dem Fixierbereich gemessene Hohe von mindestens ungefahr 10 cm erstreckt. Beispielsweise beträgt der Abstand zwischen einer Begrenzung des Nutzbereichs und einer seitlichen Berandung der Plattenelemente in einem unverkleinerten Zustand des Absorbers ungefahr 15 cm bis 25 cm. Es sind auch großere Werte moglich, jedoch unter Inkaufnahme einer Verschlechterung des Verhaltnisses aus Nutzbereich und Gesamtflache des Absorbers.
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Insbesondere ist es bevorzugt, wenn zwei Zusatzbereiche vorgesehen sind, welche auf einander abgewandten Seiten des Nutzbereichs angeordnet sind. Dies ermoglicht es, einen symmetrischen Absorber bereitzustellen, bei welchem nach Anpassung beziehungsweise Verkurzung der Zusatzbereiche der Nutzbereich mittig angeordnet ist, so dass er bei Nutzung der Solarkollektoranordnung als Fassadenelement oder Dachhautelement außerhalb eines Verschattungsbereichs des Rahmens liegt.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn sich der mindestens eine Zusatzbereich über die gesamte Länge der Plattenelemente erstreckt. Dies ermöglicht es, eine Anpassung des Absorbermaßes durch einfaches Abschlagen randseitiger Materialabschnitte zu realisieren.
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Fur eine besonders einfache Anpassung der Hohe des Zusatzbereichs ist es bevorzugt, wenn der Zusatzbereich frei von Fluidanschlussen zur Zufuhrung von zu erwarmendem Fluid in den Fluidstromungsraum und/oder zur Abfuhrung von erwärmtem Fluid aus dem Fluidstromungsraum ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Abtrennung randseitiger Materialabschnitte.
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Es ist auch möglich, dass der Zusatzbereich in einem Absorberbereich angeordnet ist, in welchem Fluidanschlusse vorhanden sind. In diesem Fall erstrecken sich die Fluidanschlusse (beispielsweise in Form von Rohrleitungsabschnitten) durch den Zusatzbereich hindurch und konnen in ihrer Lange ebenfalls entsprechend angepasst werden.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Solarkollektoranordnung mit mindestens zwei Scheibenelementen, welche gemeinsam mit einem Rahmen einen Innenraum begrenzen, in welchem ein vorstehend beschriebener Absorber angeordnet ist. Ausgestaltungen und Vorteile der erfindungsgemaßen Solarkollektoranordnung sind vorstehend unter Bezugnahme auf den erfindungsgemaßen Absorber beschrieben.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Solarkollektoranordnung, umfassend einen eingangs beschriebenen Absorber und mindestens zwei Scheibenelemente, welche gemeinsam mit einem Rahmen einen Innenraum zur Anordnung des Absorbers begrenzen, welches sich dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung der Bauhohe des Absorbers an die Große des Innenraums randseitige Materialabschnitte der Plattenelemente abgetrennt werden und dass ein nach Abtrennung der Materialabschnitte entstandener Randbereich des Zusatzbereichs als Fixierbereich genutzt wird. Ausgestaltungen und Vorteile des erfindungsgemaßen Verfahrens sind vorstehend unter Bezugnahme auf den erfindungsgemaßen Absorber beschrieben.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung zur Herstellung einer Solarkollektoranordnung, umfassend einen eingangs beschriebenen ersten Absorber und einen artgleichen aber maßverschiedenen zweiten Absorber und mindestens zwei Scheibenelemente, welche gemeinsam mit einem Rahmen einen Innenraum zur Anordnung eines der Absorber begrenzen, wobei die Anordnung sich dadurch kennzeichnet, dass der erste Absorber eine erste Bauhohe und der zweite Absorber eine zweite, niedrigere Bauhöhe aufweist, dass die Hohe des Nutzbereichs des ersten Absorbers großer ist als die Hohe des Nutzbereichs des zweiten Absorbers und dass Bauhohe des zweiten Absorbers mindestens genauso groß ist wie die Gesamthohe aus Nutzbereich und Fixierbereich des ersten Absorbers.
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Die vorstehend genannte Anordnung hat den Vorteil, dass durch Vorhaltung von lediglich zwei maßunterschiedlichen Absorbern eine sehr große Bauhohenspanne uberbrückt werden kann. Dabei entspricht die Bauhohe der großtmoglichen Solarkollektoranordnung der Bauhohe des ersten Absorbers, dessen Ausgangsbauhohe beibehalten wird. In Richtung kleinerer Solarkollektoranordnungen kann der erste Absorber genutzt werden, bis mit zunehmender Verkleinung des Zusatzbereichs lediglich ein Fixierbereich zur Fixierung des Absorbers zwischen den Scheibenelementen verbleibt. Bei weiterer Unterschreitung dieses Maßes kann der zweite Absorber verwendet werden, welcher ebenfalls so stark verkleinert werden kann, bis lediglich ein an den Nutzbereich angrenzender Fixierbereich verbleibt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Ausfuhrungsform einer Solarkollektoranordnung;
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2 eine Seitenansicht der Solarkollektoranordnung gemäß 1;
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3 eine Draufsicht einer Ausfuhrungsform eines Absorbers zur Verwendung in einer Solarkollektoranordnung und
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4 eine Draufsicht einer weiteren Ausfuhrungsform eines Absorbers zur Verwendung in einer Solarkollektoranordnung.
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Eine Ausfuhrungsform einer Solarkollektoranordnung ist in der Zeichnung insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Solarkollektoranordnung 10 weist zwei oder drei parallel zueinander angeordnete Scheibenelemente auf. Ein erstes Scheibenelement 12 bildet eine Außenseite der Solarkollektoranordnung. Ein zweites Scheibenelement 14 ist zwischen dem ersten Scheibenelement 12 und einem optional vorhandenen dritten Scheibenelement 16 angeordnet. Das zweite Scheibenelement 14 oder das dritte Scheibenelement 16 bildet eine weitere Außenseite der Solarkollektoranordnung 10. Bei Verwendung der Solarkollektoranordnung 10 als Fassadenelement oder als Dachhautelement bildet das erste Scheibenelement 12 eine Außenscheibe und das zweite Scheibenelement 14 oder das dritte Scheibenelement 16 eine dem Gebaudeinneren zugewandte Innenscheibe.
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Die Scheibenelemente 12, 14 und gegebenenfalls 16 sind vorzugsweise als Glasscheiben ausgebildet, insbesondere aus Einscheibensicherheitsglas. Die Materialstarke der Scheibenelemente 12, 14 und 16 beträgt beispielsweise 4 mm.
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Das erste Scheibenelement 12 und das zweite Scheibenelement 14 begrenzen zwischen sich einen Innenraum 18. Falls ein drittes Scheibenelement vorhanden ist, begrenzen das zweite Scheibenelement 14 und das dritte Scheibenelement 16 zwischen sich einen Zwischenraum 20.
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In dem Innenraum 18 ist ein Absorber 22 angeordnet, welcher als Flachabsorber ausgebildet ist und insbesondere im Rollbondverfahren hergestellt ist. Der Absorber 22 weist beispielsweise zwei Plattenelemente 24 und 26 auf. Bevorzugt ist es, wenn ein erstes Plattenelement 24 eben ausgebildet ist, sodass bei Blick durch das erste Scheibenelement 12 hindurch der Absorber 22 eben erscheint. Ein zweites Plattenelement 26 weist in 1 mit strichpunktierten Linien angedeutete Fluidstromungswege 28 auf, welche uber einen Fluidanschluss 30 mit warmeaufnehmendem Fluid gespeist sind. Erwarmtes Fluid ist uber einen Fluidanschluss 32 aus dem Absorber 22 abfuhrbar.
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Zur Beabstandung des ersten Scheibenelements 12 und des zweiten Scheibenelements 14 sind Rahmenelemente 34 vorgesehen, welche sich zwischen dem ersten Scheibenelement 12 und dem zweiten Scheibenelement 14 entlang des Umfangs des Innenraums 18 erstrecken. Die Rahmenelemente 34 erstrecken sich entlang einer Unterseite 36 der Solarkollektoranordnung 10, entlang einer Oberseite 38 und entlang von seitlichen Randbereichen 40 und 42, welche sich zwischen der Unterseite 36 und der Oberseite 38 erstrecken. In der Zeichnung sind die Rahmenelemente 34, welche sich entlang der Seitenbereiche 40 und 42 erstrecken, aus Ubersichtsgrunden nicht dargestellt.
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Wenn ein drittes Scheibenelement 16 vorhanden ist, sind Beabstandung des zweiten Scheibenelements 14 und des dritten Scheibenelements 16 Abstandshalter 44 vorgesehen, welche sich ebenfalls entlang der Unterseite 36, der Oberseite 38 und entlang der Seitenbereiche 40, 42 erstrecken.
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Die Rahmenelemente 34 sind als Rahmenprofile ausgebildet und weisen auf ihrer dem ersten Zwischenraum 18 zugewandten Innenseite Führungsprofile 46 zur Aufnahme von nachfolgend naher beschriebenen Randabschnitten des Absorbers 22 auf. Entlang der Fuhrungsabschnitte 46 ist der Absorber 22 gleitend gelagert, sodass es bei einer Erwarmung des Absorbers 22 nicht zu Verspannungen zwischen dem Absorber 22 und den Rahmenelementen 34 kommt.
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Eine nach außen mediendichte Abdichtung des ersten Zwischenraums 18 wird mittels einer ersten Abdichteinrichtung 48 erreicht, welche sich entlang des Umfangs der Rahmenelemente 34 um den ersten Zwischenraum 18 herum erstreckt.
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Zur Abdichtung des gegebenenfalls vorhandenen Zwischenraums 20 ist eine entsprechende Abdichteinrichtung 50 vorgesehen.
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Die Abdichteinrichtungen 48 und 50 sind beispielsweise aus einer elastischen Abdichtmasse gebildet und ermoglichen es, den Innenraum 18 und den Zwischenraum 20 nach außen mediendicht abzudichten, sodass kein Gasaustausch zwischen diesen Raumen und der Umgebung des Solarkollektors 10 stattfinden kann.
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Bei einer Erwarmung des Absorbers 22 durch Sonneneinstrahlung durch das erste Scheibenelement 12 hindurch auf den Absorber 22 erwarmt sich auch ein in dem Innenraum 18 enthaltenes Gas, beispielsweise Argon. Mit zunehmender Erwarmung steigt der Druck in dem Innenraum 18. Da das in dem gegebenenfalls vorhandenen Zwischenraum enthaltene Gas 20 nicht in entsprechender Weise erwarmt wird, ist der Druck in dem Zwischenraum 20 niedriger. Um nun – falls ein drittes Scheibenelement 16 vorhanden ist – einen Gasdruckausgleich zu ermöglichen, weist das zweite Scheibenelement 14 eine Aussparung 52 in Form einer Bohrung 54 auf. Die Bohrung 54 ist die einzige Verbindung zwischen dem Innenraum 18 und dem Zwischenraum 20, welche einen Gasdruckausgleich ermoglicht. Die Bohrung 54 ist relativ klein und weist einen Durchmesser von beispielsweise höchstens ungefahr 5 mm, insbesondere hochstens ungefahr 4 mm auf.
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Bevorzugt ist es, wenn die Aussparung 52 in einem der Randbereiche 40, 42 angeordnet ist und somit außerhalb eines Hauptblickfeldes liegt. Ein Abstand 56 zwischen einer seitlichen Berandung 58 des zweiten Scheibenelements und der Aussparung selbst betragt beispielsweise 25 mm.
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Die Aussparung 52 ist vorzugsweise bezogen auf den Abstand zwischen der Unterseite 36 und der Oberseite 38 symmetrisch, d. h. auf halber Hohe mittig angeordnet.
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Die Rahmenelemente 34 bilden einen Rahmen 60. Dabei entspricht die Hohe der Fuhrungsprofile 46 der Hohe randseitiger Fixierbereiche 62 beziehungsweise 64 eines Absorbers 22a, 22b (vergleiche 3 und 4). Die Hohe des Fixierbereichs betragt beispielsweise zwischen ungefahr 1 cm und ungefahr 5 cm.
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Die Fluidstromungswege 28 bilden gemeinsam einen Fluidstromungsraum 66, welcher sich innerhalb eines Nutzbereichs 68 erstreckt. Der Nutzbereich 68 ist bezogen auf eine Bauhohe 70a beziehungsweise 70b vorzugsweise zentral angeordnet. Eine parallel zur Bauhohe 70a beziehungsweise 70b gemessene Hohe des Nutzbereichs 68 ist mit den Bezugszeichen 72a beziehungsweise 72b bezeichnet.
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Jeweils zwischen dem Nutzbereich 68 und den Fixierbereichen 62, 64 sind Zusatzbereiche 74, 76 vorgesehen, welche eine Hohe 78a beziehungsweise 78b von beispielsweise mindestens ungefahr 10 cm aufweisen.
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Die Fixierbereiche 62, 64, die Zusatzbereiche 74, 76 und die Nutzbereiche 68 erstrecken sich zwischen den Fluidanschlussen 30 32 jeweils uber die gesamte Lange der Absorber 22a, 22b. Die Lange eines Absorbers 22a, 22b beträgt beispielsweise zwischen ungefahr 1 m und ungefahr 3 m.
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Der Absorber 22a weist eine Bauhohe 70a von beispielsweise 98 cm auf. Die Hohe 72a des Nutzbereichs 68 betragt beispielsweise ungefahr 60 cm.
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Die Bauhohe 70b des Absorbers 22b betragt beispielsweise 70 cm. Die Hohe 72b des Nutzbereichs 68 des Absorbers 22b betragt beispielsweise ungefahr 31 cm.
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Somit eignet sich der Absorber 22a zur Verwendung bei Solarkollektoranordnungen 10 fur Bauhohen zwischen 98 cm und 62 cm (fur eine Hohe des Fixierbereichs von 1 cm) und der Absorber 22b fur Bauhöhen zwischen 70 cm und 33 cm.
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Die Absorber 22a und 22b gemeinsam bilden eine Anordnung, welche zur Herstellung von Solarkollektoranordnungen 10 mit Bauhohen zwischen 98 cm und 33 cm geeignet ist.
