DE102012010725A1

DE102012010725A1 - Solarkollektor

Info

Publication number: DE102012010725A1
Application number: DE102012010725A
Authority: DE
Inventors: Thomas Reinertz; Michaela Krämer
Original assignee: Vaillant GmbH
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 2011-06-01
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2012-12-06

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Solarkollektor mit einem wannenförmigen Gehäuse zur Versteifung und zum Schutz der Isolierung ist das Gehäuse aus einem Verbund einer Isolierung, die zwischen zwei Blechen eingelegt und gemeinsam durch Umformen geformt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Solarkollektor zur Gewinnung von Sonnenwärme für Brauchwasser und Heizungsunterstützung.
Gattungsgemäße Solarkollektoren bestehen aus einem Gehäuse, in welches zur rückseitigen Wärmeisolierung Matten aus Mineralwolle oder Melaminharz eingelegt werden. Die Gehäuse sind aus in den Ecken gefügten oder gebogenen Rahmenprofilen aus Aluminium, Stahl oder Kunststoff, in welche eine Rückwand aus den gleichen Materialien befestigt wird. Ebenfalls bekannt sind Aluminiumwannen oder Kunststoffwannen, bei denen die Rückwand bereits integriert ist. Allen gemein ist, dass die rückseitige Wärmeisolierung, bestehend aus einer Mineralwoll-, Glaswoll- oder Melaminharzmatte, in das Gehäuse eingelegt wird. Hierbei muss das Gehäuse die Last der Mineralwolle tragen und erfährt keine mechanische Festigkeit durch die Isolierung. Da das Gehäuse zur Umgebung offen ist nimmt die Isolierung aus der Umgebungsluft Feuchtigkeit auf. Dies führt zu einer Reduzierung der Dammwerte und die Wärmeverluste des Kollektors steigen. Wenn bei Erwärmung des Kollektors die Feuchtigkeit wieder austritt setzt sich diese an der kalten Glasabdeckung ab, so dass die Transmission des Glases sinkt. Auch dies führt zu einer Reduzierung der Leistung des Kollektors.
Es ist aus der EP 1 636 527 B1 bekannt, die Wanne eines Solarkollektors aus Kunststoff-Hartschaum herzustellen. Derartige Wannen haben jedoch den Nachteil, dass sie mechanisch sehr empfindlich sind und durch ein zusätzlich zu montierendes Rahmenelement verstärkt werden müssen. Darüber hinaus ist der Temperaturbereich, in dem Hartschaum eingesetzt werden kann, begrenzt. Insbesondere im Hochsommer, wenn weniger Wärme den Solarkollektor entnommen werden kann als zugeführt wird, entstehen sehr hohe Temperaturen, die zur Zerstörung von Hartschaum führen können. Darüber hinaus ist das ungeschützte Isoliermaterial Tierverbiss, beispielsweise durch Nagetiere, Vögel oder Marder ausgesetzt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Solarkollektor bereitzustellen, der die vorgenannten Nachteile vermeidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Solarkollektor mit an der Rückseite und den Seiten des Rahmens in das Gehäuse integrierter Wärmeisolierung gelöst.
Dazu wird das Gehäuse mit der Isolierung zu kombiniert. Auf diese Weise sollen zum einen die Kosten und das Gewicht für den Kollektor gesenkt werden. Zum anderen soll durch die Abkapselung der Isolierung von dem Kollektorinnenraum die Aufnahme von Feuchtigkeit durch die Isolierung vermieden werden. Dies verhindert das die Glasabdeckung durch die in der Isolierung gespeicherte Feuchtigkeit von Innen beschlägt und der Ertrag des Kollektors gemindert wird und schlechte Isolierwirkung von nasser Isolierung. Ebenso ist die erfindungsgemäße Lösung sowohl mechanisch als auch thermisch stabil.
Erfindungsgemäß wird eine Wannenkonstruktion für einen Solarthermischen Kollektor verwendet, bestehend aus Aluminium, Stahl oder Kunststoff, welche aus zwei im Randbereich miteinander verbundenen Blechen besteht, zwischen denen eine Isolierung eingelegt wurde. Durch die Umformung zur Wanne entsteht ein Gehäuse, in welches die Isolierung bereits integriert wurde, welches stabil und leicht ist und bei dem das innere Blech die vom Absorber abgestrahlte Wäre bereits zum Teil wieder abstrahlt, wodurch die Isolierung deutlich geringer ausfallen kann. Hierdurch können Gewicht und Kosten gespart werden. Gleichzeitig wird die Aufnahme von Luftfeuchtigkeit und die damit verbundenen, oben beschriebenen Nachteile, wirksam verhindert.
Bevorzugt handelt es sich um eine gezogene Wanne aus doppelwandigem Aluminiumblech, wobei zwischen den beiden Blechen die Isolierung integriert ist. Durch Integration der Isolierung in das Gehäuse kann die Isolierung keine Feuchtigkeit aufnehmen und das Gehäuse wird stabilisiert. Dazu wird die Isolierung in das Gehäuse integriert. Hierbei wird zwischen zwei Blechen aus Aluminium, Stahl, Edelstahl oder Kunststoff das Isoliermaterial eingelegt. Besonders geeignet sind hierbei insbesondere Materialien welche sehr gute Isoliereigenschaften besitzen, wie Aerogele, da diese sehr dünn ausgeführt werden können. Es geht aber auch mit gängigen Isoliermaterialien wie z. B. Mineral- oder Glaswolle, Polyurethanen oder Pappe, da diese durch die Wärmereflektion der inneren, dem Absorber zugewandten, Blechschicht dünner ausgeführt werden kann. Dies ist auch ein weiterer Vorteil der doppelwandigen Gehäusekonstruktion, da die vom Absorber abgestrahlte Wärme zum Teil schon von dem inneren Blech reflektiert wird, was bei heutigen Auslegungen nicht der Fall ist. Gleichzeitig hilft die Isolierung zwischen den Blechen Geräusche durch mechanische Belastung, wie z. B. Wind, zu reduzieren. Die beiden Blechhälften werden am Rand miteinander verbunden, was z. B. durch Verbördeln, Verkleben oder Verschweißen geschehen kann. Anschließend wird dieser Verbund in einem Umformwerkzeug zu einer Wanne geformt. Hierbei lassen sich Versteifungsrippen, welche das Gehäuse verstärken oder gegen Schwingungen von z. B. Windlasten schützen einbringen. Gleichzeitig können die Bereiche zur Aufnahme der Glasabdeckung oder des Montagesystems mit angeformt werden.
Die Erfindung wird anhand der Figur detailliert erläutert.
Es stellt dar:
1: einen erfindungsgemäßen Solarkollektor.
1 stellt einen erfindungsgemäßen Solarkollektor dar. Der Solarkollektor zusammengesetzt aus einem oberseitigen Abdeckglas und einer unterseitigen Wanne. Das Abdeckglas ist der Sonne zugewandt. Die Wanne ist mit hier nicht dargestellten Befestigungsmitteln an einem Gestell oder Gebäudeteil, beispielsweise einem Dach befestigt. Im Inneren befindet sich ein Absorber 3, der von der Sonnenstrahlung erwärmt wird. Die Nutzwärme des Absorber 3 wird mit geeigneten Mitteln, beispielsweise mäanderförmig auf dem Absorber angebrachten Rohrleitung abgeführt. Die Wanne besteht aus einer oberen Wannenwandung 5 und einer unteren Wannenwandung 4. Zwischen den Wannenwandungen 4, 5 eine Isolierung 6 vorgesehen.
Bevorzugt handelt es sich um Wannenwandungen 4, 5 aus Aluminiumblech, wobei zwischen den beiden Blechen die Isolierung 6 integriert ist. Durch Integration der Isolierung 6 in das Gehäuse kann die Isolierung 6 keine Feuchtigkeit aufnehmen und die Wanne 2 wird stabilisiert. Hierbei wird zwischen den Wannenwandungen 4, 5 aus Aluminium, Stahl, Edelstahl oder Kunststoff das Isoliermaterial eingelegt. Besonders geeignet sind hierbei insbesondere Materialien welche sehr gute Isoliereigenschaften besitzen, wie Aerogele, da diese sehr dünn ausgeführt werden können. Es geht aber auch mit gängigen Isoliermaterialien wie z. B. Mineral- oder Glaswolle, Polyurethanen oder Pappe, da diese durch die Wärmereflektion der inneren, dem Absorber zugewandten, Blechschicht dünner ausgeführt werden kann. Dies ist auch ein weiterer Vorteil der doppelwandigen Gehäusekonstruktion, da die vom Absorber abgestrahlte Wärme zum Teil schon von dem inneren Blech reflektiert wird. Gleichzeitig hilft die Isolierung zwischen den Blechen Geräusche durch mechanische Belastung, wie z. B. Wind, zu reduzieren. Die beiden Blechhälften werden am Rand miteinander verbunden, was z. B. durch Verbördeln, Verkleben oder Verschweißen geschehen kann. Anschließend wird dieser Verbund in einem Umformwerkzeug zu einer Wanne geformt. Hierbei lassen sich Versteifungsrippen, welche das Gehäuse verstärken oder gegen Schwingungen von z. B. Windlasten schützen einbringen. Gleichzeitig können die Bereiche zur Aufnahme der Glasabdeckung oder des Montagesystems mit angeformt werden.
Bezugszeichenliste

1: Abdeckglas
2: Wanne
3: Absorber
4: Untere Wannenwandung
5: Obere Wannenwandung
6: Isolierung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1636527 B1 [0003]

Claims

Solarkollektor mit einem transparenten Abdeckglas (1), einem Ansorber (3) und einem Gehäuse (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) aus einem Verbund aus einer oberen Wannenwandung (5), einer Isolierung (6) und einer unteren Wannenwandung (4) besteht.
Solarkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) die Form einer Wanne aufweist.
Solarkollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Randbereich des Gehäuses (2) die obere Wannenwandung (5) und die untere Wannenwandung (4) miteinander verbunden sind.
Solarkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wannenwandungen 4, 5 aus Aluminium, Stahl, Edelstahl oder Kunststoff bestehen.
Solarkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung 6 aus Aerogelen, – oder Glaswolle, Polyurethanen oder Pappe besteht.
Solarkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die oberen Wannenwandung (5) Aufnahmemittel zur Aufnahme des Absorbers (3) angeformt sind.
Solarkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die untere Wannenwandung (4) Befestigungsmittel zur Befestigung des Solarkollektors angeformt sind.
Verfahren zur Herstellung des Gehäuses (1) eines Solarkollektors nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte Einlegen eines Isoliermaterials (6) zwischen zwei Bleche zu einem Verbund, Umformen des Verbundes zu einem vorzugsweise wannenförmigen Gehäuse, Verbinden der beiden Bleche im Randbereich durch Bördeln, Kleben, Schweißen, Nieten etc.
Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Verfahrensschritt Anformen eines Aufnahmemittels zur Aufnahme eines Absorbers (3).
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Verfahrensschritt Anformen eines Befestigungsmittels zur Befestigung des Solarkollektors und/oder den zusätzlichen Verfahrensschritt Einformen von Verstärkungsrippen.