DE102013018662A1

DE102013018662A1 - Dachaufbau für die Gewinnung solarthermischer Energie

Info

Publication number: DE102013018662A1
Application number: DE201310018662
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2015-05-07
Anticipated expiration: 2033-11-08
Also published as: DE102013018662B4

Abstract

Wärmetauscher-Rohre sind auf einer PUR-Isolierschicht verlegt, die auf den Dachsparren aufgebracht ist. Sie ist mit darauf aufgebrachten Kanthölzern mit den Dachsparren verschraubt, die Rohre dazwischen in 4er-Gruppen verlegt und die Dachlatten darauf vernagelt, auf denen die Ziegel aufgelegt sind. Somit wird die Wärme zwischen Dachhaut und Isolierung abgeführt und die Konvektionswärme des Hauses mit verwertet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Solarthermische Energie für Einzelhäuser wird bislang fast ausschließlich mit Kühlmittedurchströmten Solarkollektoren gewonnen, die das aufgeheizte Wasser oder Kühlmittel in Speicher übertragen, wo Brauchwasser für Heizung, Baden und Duschen, sowie heißes Trinkwasser erzeugt werden.
ZU LÖSENDES PROBLEM
Derartige Anlagen weisen mehrere Probleme auf:
Der Aufbau von solarthermischen Kollektoren auf Dachflächen ist optisch störend und nicht überall genehmigungsfähig. er ist auch aufwändiger als jener für vergleichbare Solarelektrik, die sich auch aus diesem Grund zunehmender Beliebtheit erfreut.
Denn Solarthermische Kollektoren sind nicht nur dicker und schwerer, sie verlangen auch Durchbrüche durch die Dachhaut, die Undichtigkeiten zur Folge haben können und mechanisch aufwendigen Aufbau über den Dachziegeln, gut abgedichtete Leitungsanschlüsse und einige Wartung, weil bei Vollbetrieb die Kühlmittel durch ihre Ausdehnung Anschlüsse und Dichtungen belasten und Rückstände erzeugen, die regelmäßig entfernt werden müssen.
Zudem muss man an heißen Sonnentagen dafür Sorge tragen, dass überschüssige Wärme ständig abgeleitet wird, um eine Zerstörung der Anlage zu verhindern.
Dies ist bisher nur ziemlich aufwendig durch Abschattung mit thermochromem Glas oder gesteuerten Jalousievorrichtungen möglich, oder durch den ständigen Zulauf von Frischwasser.
Weitere, typische Risiken sind Hagelschäden und Defekte durch unsachgemäße Begehung.
AUFGABE
Es ist daher Aufgabe vorliegender Erfindung, die Installation solarthermischer Anlagen zu verbessern und zu vereinfachen und ihre vorgenannten typischen Probleme zu vermeiden.
LÖSUNG
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Wärmeaufnahme nicht in Kollektoren über den Dachziegeln, sondern unter ihnen erfolgt. Dies hat zwar eine geringere Vorlauftemperatur und damit geringere spezifische Energieaisbeute zur Folge, vermeidet aber das Problem der Überhitzung, weil hier kaum Temperaturen über 65°C auftreten.
Dabei werden Wärmetauscher-Rohre mit der Transferflüssigkeit auf die über die Dachsparren aufgelegten PUR-Schaum-Isolationsschicht mit Alu-Folien-Decke verlegt, die eine selbsttragende Unterdach-Konstruktionen darstellen.
Durch die spezifische Art der Anbringung ist dieses System kostengünstig vom Dachdecker mit zu installieren und vor Beschädigungen geschützt.
STAND DER TECHNIK
Es gibt allerdings bereits eine Vielzahl von Vorschlägen zur Gewinnung von Solarthermie in Verbindung mit Dachziegeln wie den, die Ziegel mit einem Wärmeleitblech zu hinterlegen und diese mit Transferrröhren zu verbinden ( DE 32 04 409 A1 ), was jedoch erheblichen Aufwand für die Installation mit sich bringt.
Andere Vorschläge beziehen sich auf Hohlziegel, durch die ein Transfermedium gepumpt wird oder abläuft., so bei DE 9015074U1 , CH 645 453A5 /ERP 14 682 B1, HU 226 546 (B1) etc. Hier ergibt sich jeweils der Nachteil handwerklich kompliziert auszuführender Dacheindeckungen und möglichen Dichtheitsproblemen an den Übergängen der Ziegelreihen.
Noch aufwendiger dürfte die Verlegung mit in den Ziegeln geführten Rohrleitungen sein, wie sie JP S 564 20 59 A vorschlägt.
Der hier vorliegenden Grundidee näher kommt dagegen DE 298 046 46 U1 , bei der die Schläuche für das Transfermedium allerdings in Estrich eingebettet sind, der durch die Wärme unter dem Dach aufgeheizt wird. Dieser Aufbau widerspricht jedoch moderner Dachkonstruktionen, weil hier Gasbetonsteine als Träger zwischen den Dachbalken eingesetzt werden sollen und Kapillarrohrmatten, die in einer darauf liegenden Estrich-Schicht eingebettet sind.
Dies bedingt einen erheblich höheren Aufwand in der Dachkonstruktionen mit Einsatz eines weiteren Gewerks, geringere thermische Isolation und notwendigem Gerüsteinsatz und insbesondere höheres Gewicht des Aufbaus, der wiederum Mehraufwand in der Statik und der gesamten Hauskonstruktion bedingt.
Daneben wirkt insbesondere DE 2839362 C2 vom Ansehen der Zeichnungen her ähnlich, verlangt aber eine Dacheindeckung mit Glasziegeln, die zwar höheren Wärmeeintrag ermöglichen würden (der aber nicht erforderlich ist), jedoch von den Kosten her unvertretbar erscheint.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNG
Das vorliegende System bezieht sich dagegen auf die Nutzung der aktuellen Auf-Sparren-Isolationstechnik mit PUR-Blöcken, die bis jetzt die besten Ergebnisse für die Wärmedämmung von Dächern erbringt.
Dabei werden PUR-Isolierelemente von 120 bis 140 mm Dicke mit einer Deckschicht aus Aluminiumfolie über den Sparren verlegt und mit mittig über den Sparren verlegten Latten mit diesen Verschraubt.
Bevor darüber die eigentlichen Dachlatten zur Auflage der Ziegel montiert werden, könnern in diesen Zwischenraum – und somit zwischen Ziegeln und Isolation – die erfindungsgemäßen Wärmetauscher-Elemente verlegt werden, die vorzugsweise aus vier parallelen Rohren mit 16 mm Durchmesser bestehen, die oben und unten mit Rohrsammlern verbunden sind, die zunächst untereinander und dann – vorzugsweise in Dachmitte – zu den Wärmetauschern von Trink- oder Brauchwasserspeichern verzweigt sind
Daher ist dieser Dachaufbau im Zuge einer Dacheindeckung leicht aufzubringen, vor Beschädigung und Verschleiß durch Witterungseinflüssen geschützt, sowie mit Abnahme einzelner Ziegel zugänglich und damit servicefreundlich.
Die geringen Kosten für Aufbau und Installation ermöglichen die Nutzung größerer Dachflächen und kompensieren so den geringeren spezifischen Wärmeertrag, vermeiden aber gleichzeitig das Risiko der Überhitzung
Zudem wird der Transmissions-Wärmeverlust der Heizung des Hausers durch die Dachfläche mit dieser Konstruktion wieder aufgefangen und zusammen mit der Wärmeeinstrahlung der Sonne genutzt.
BESCHREIBUNG ANHAND DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen 1 und 2 näher erläutert:
1 zeigt einen Querschnitt durch den Dachaufbau mit dem tragenden Mauerwerk 1, dem Widerlager für die Dachsparren 2, die Dachsparren 3, die darüber quer aufgebrachte PUR-Isolierung 4 mit der auf ihr verlegten Kanthölzern 5 und den zwischen ihren verlegten Wärmetauscher-Rohren 6, den auf die Kanthölzer genagelten Dachlatten 7 und den darauf verlegten Dachziegeln 8 sowie den Schnitt A-A 9.
2 zeigt eine Aufsicht auf den Verlauf der Wärmetauscher-Rohre 6 mit dem Zulauf des zugehörigen Mediums 6a, den jeweils vier der Dachneigung folgenden Rohren 6b, 6c, 6d und 6e zwischen den Kanthölzern 5 und den Ablauf des Mediums 6f zum Wärmetauscher oder Heizkessel (nicht dargestellt). Es ist auch erkennbar, wie die Verlegung der Rohre zwischen First 10 und Traufe 11 um die Unterdach-Lüftungskanäle 12 und 13 und ein Dachfenster 14 erfolgt.
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

DE 3204409 A1 [0011]
DE 9015074 U1 [0012]
CH 645453 A5 [0012]
HU 226546 B1 [0012]
JP 5642059 A [0013]
DE 29804646 U1 [0014]
DE 2839362 C2 [0016]

Claims

Dachaufbau für die Gewinnung solarthermischer Energie, bei dem ein Transfermedium unmittelbar unter einer Dachdeckung zirkuliert, dadurch gekennzeichnet, dass Wärmetauscher-Rohre für das Medium auf einer PUR-Isolationsschicht über den Dachsparren und zwischen darauf befestigten Kanthölzern angeordnet sind.
Dachaufbau für die Gewinnung solarthermischer Energie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre in 4-er-Gruppen mit Kopfstücken zusammengefasst und mit Pressfittings verbunden, jeweils eine Montageeinheit darstellen.
Dachaufbau für die Gewinnung solarthermischer Energie nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Rohre vorzugsweise 16 mm Durchmesser aufweisen.