DE10213391B4

DE10213391B4 - Solarkollektor

Info

Publication number: DE10213391B4
Application number: DE10213391A
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl.-Phys. Eckstein
Original assignee: U F E Solar & Co Betr S KG GmbH; Ufe Solar & Co Betriebs-Kg GmbH
Current assignee: Ufe Solar & Co Betriebs-Kg 16225 Ebe De GmbH
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2011-05-26
Anticipated expiration: 2022-03-27
Also published as: DE10213391A1

Abstract

Solarkollektor, umfassend einen Profilrahmen mit Abkantungen und vertikalem Schenkel, welcher eine vorgegebene Fläche umspannt, eine in den Profilrahmen eingebrachte Rückwand, eine Rückseiten-Dämmschicht, mindestens einen Absorber sowie eine Vorderseiten-Sicherheitsglas-Abdeckung, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilrahmen im Bereich der Rückseite des Kollektors eine umlaufende Dreifachkantung mit einer Fußfläche und einer zum Kollektorinneren gerichteten Rückwand-Auflagefläche aufweist, wobei die Rückwand von oben in den Profilrahmen eingesetzt ist, mit der Auflagefläche in Kontakt steht, und daß die Rückwand aus einer Mehrfachsteg-Kunststoffplatte besteht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Solarkollektor, umfassend einen Profilrahmen mit Abkantungen und vertikalem Schenkel, welcher eine vorgegebene Fläche umspannt, eine in den Profilrahmen eingebrachte Rückwand, eine Rückseiten-Dämmschicht, mindestens einen Absorber sowie eine Vorderseiten-Sicherheitsglas-Abdeckung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Profilrahmen zur mehrdimensionalen Stabilisierung und Anflanschung von flächenhaften oder räumlichen Gebilden sind beispielsweise aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 80 29 050 U1 bekannt. Der dortige Rahmen besteht aus einem einzigen Stück und wird durch Ausklinken und Abwinkeln erhalten.
Aus der DE 298 04 410 U1 ist eine Solarkollektorvorrichtung mit einer oberseitigen lichtstrahldurchlässigen Plattenabdeckung, einer unterseitigen Plattenabdeckung, einer unterhalb der oberen Plattenabdeckung angeordneten Absorbereinheit, innerhalb der ein strömender Wärmeträger vorhanden ist, zwischen der Absorbereinheit und der unteren Plattenabdeckung angeordneten Isoliereinheit und einer vorgenannte Bauteile randseitig umfassenden/lagernden Profileinrichtung mit einer oberen Flanscheinheit, einem Steg und einer unteren Flanscheinheit bekannt. An die Flanscheinheit ist unterseitig der Steg angeformt, in dessen unterem Randbereich wiederum eine untere Flanscheinheit im Wesentlichen rechtwinklig zum Steg angeformt ist. In dem nach innen überstehenden Bereich der unteren Flanscheinheit ist beabstandet zum Steg und im Wesentlichen parallel zu diesem ein erster Schenkel einer Lagereinheit angeformt, an dessen freien Ende, rechtwinklig nach innen weisend, ein zweiter Schenkel wiederum angeformt ist.
Auch gehören Solarkollektoren beispielsweise nach DE 295 21 415 U1 zum Stand der Technik, bei denen in einer Kastenanordnung der eigentliche Absorber oberhalb einer Isolierschicht befindlich ist und mit einer strahlungsdurchlässigen Abdeckung versehen wird.
Ein spezielles Verfahren zum Herstellen eines Solarkollektors ist aus der DE 198 30 345 A1 gelehrt. Dort wird von einem U- oder L-Profil ausgegangen, welches an vorbestimmten Stellen ausgeklinkt wird, so daß ein geschlossener Profilrahmen gebildet werden kann. Entweder vor oder nach dem Verbinden der aneinander stoßenden Stirnseiten des Profilrahmens wird ein schichtweises Anordnen einer Rückwand einer Wärmedämmplatte eines Absorbers und einer Abdeckglasplatte zur Bildung eines kompletten Moduls vorgenommen. Ebenso kann der vorgefertigte Modul in den einseitig offenen Rahmen eingeschoben werden.
Mit diesem vorstehend kurz beschriebenen Verfahren kann die Fertigungszeit bei der Kollektorherstellung reduziert und die Kosten gesenkt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß das metallische Material der Rückwand eine gewisse Mindeststärke nicht unterschreiten darf, um die Stabilität und Steifigkeit der Gesamtanordnung nicht zu gefährden.
Es ist jedoch wünschenswert, die Masse des Kollektors bereits aus statischen Gründen möglichst gering zu halten, so daß mit Blick auf die Stabilität widersprechende Anforderungen gegeben sind.
Letztendlich ist das bisherige Rückwandmaterial gut wärmeleitend mit der Folge, daß die innere Dämmschicht, die sich unterhalb des Absorbers befindet, optimiert werden muß. Auch dies ist mindestens unter Kostenaspekt nicht wünschenswert.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, einen weitergebildeten Solarkollektor auf der Basis eines Profilrahmens anzugeben, welcher eine gute Wärmedämmung aufweisen soll und der bei geringem Gewicht eine optimale Steifigkeit und Wärmeleistung gewährleistet.
Darüber hinaus soll über die Gestaltung des Profilrahmens selbst ein Montagebereich geschaffen werden, der von dem eigentlich Kollektorinnenraum separiert ist.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Solarkollektor gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.
Demnach weist der Profilrahmen im Bereich der Rückseite des Kollektors eine umlaufende Dreifachkantung mit einer Fußfläche und einer zum Kollektorinneren gerichteten Rückwand-Auflagefläche auf, wobei die Rückwand von oben in den Profilrahmen einsetzbar ist.
Die Rückwand wiederum steht seitlich vom jeweiligen vertikalen Schenkel des Profilrahmens ab, um durch thermische Ausdehnung resultierende Spannungen zu vermeiden und steht mit der Auflagefläche in Kontakt. Zwischen Auflagefläche und Rückwand kann ein Dicht- und/oder Klebemittel angeordnet werden. Insbesondere besteht die Möglichkeit, einen beidseitig selbstklebenden Dichtstreifen einzusetzen.
Besonders vorteilhaft besteht die Rückwand aus einer Mehrfachsteg-Kunststoffplatte, welche durch ihre waben- oder kammernähnliche Struktur eine sehr hohe Festigkeit bei einem gleichzeitig geringen Gewicht besitzt. Die Waben- oder Kammerstruktur führt auch zu zusätzlich vorteilhaften Wärmeisolationswerten, so daß die übliche Rückseiten-Dämmschicht geringer dimensioniert werden kann.
Bevorzugt besteht die Rückwand aus einer Doppelsteg-Platte aus Polypropylen oder Polycarbonat.
Der Profilrahmen ist an der Oberseite nach außen mit einer Abkantung versehen, die als Sicherheitsglasscheiben-Auflagefläche dient.
Auch zwischen dem Sicherheitsglas und der entsprechenden Abkantung am Profilrahmen kann die vorerwähnte Dichtung angeordnet oder ein Kleber aufgetragen werden.
Als Kantenschutz besteht die Möglichkeit, ein Klammerprofil vorzusehen, welches die Sicherheitsglasscheibe im Randbereich und die Auflagefläche am Profilrahmen seitlich und von unten umgreift.
Die Dreifachkantung des unteren Profilrahmenabschnittes besitzt die Form einer Rinne mit einem seitlich abgewinkelten Schenkel, wobei der Schenkel die Rückwand-Auflagefläche und die Rinne einen vom Kollektorinnenraum getrennten Montagebereich bildet. Die Trennung des Montagebereichs ergibt sich durch die Führung der Mehrfachsteg-Kunststoffplatte als Rückwand bis zum vertikalen Schenkel des Profilrahmens
Zusätzlich ist innenseitig umlaufend am vertikalen Schenkel des Profilrahmens eine reflektierende Beschichtung oder reflektierendes Material vorgesehen.
Mit der vorgestellten Konstruktion ist ein besonders leichter, gleichzeitig jedoch stabiler und unter wärmetechnischem Aspekt optimierter Kollektor herstellbar, wobei durch den umlaufenden Rinnen- oder Fußbereich an der Unterseite des Kollektorrahmens bzw. Kollektorgehäuses ein Montagebereich geschaffen wird, der beispielsweise der Aufnahme von Befestigungsmitteln in Form von Klammern oder dergleichen dienen kann.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie einer Figur näher erläutert werden.
Die Figur zeigt hierbei einen Teilquerschnitt durch einen Solarkollektor mit spezieller Mehrfachsteg-Kunststoffplatten-Rückwand.
Im einzelnen umfaßt der Solarkollektor einen Profilrahmen 1. Dieser Profilrahmen kann durch Abkanten aus einem z. B. Strangguß- oder Rollprofil-Aluminiummaterial gebildet werden und besitzt üblicherweise eine rechteckige Form. Im Bereich der Rückseite weist der Profilrahmen eine umlaufende Dreifachkantung 2 auf.
Diese Dreifachkantung schließt eine Rinne 3 und einen seitlich abgewinkelten Schenkel 4 ein, wobei letzterer eine Rückwand-Auflagefläche bildet. Zwischen dieser Rückwand-Auflagfläche und der Mehrfachsteg-Kunststoffplatte 5 kann ein selbstklebender Dichtstreifen 6 angeordnet werden.
Die Kunststoffplatte 5 kommt demnach mit dem selbstklebenden Dichtstreifen 6 im Bereich des seitlich abgewinkelten Schenkels 4 in Kontakt und steht mit ihren jeweiligen Schmalseiten mit dem vertikalen Schenkel 7 des Profilrahmens 1 in Verbindung.
Infolge dieser oben genannten Konstruktion bildet die Rinne 3 einen Fuß- oder Montagebereich 8, der vom Kollektorinnenraum getrennt ist.
An der Oberseite weist der Profilrahmen 1 eine Sicherheitsglasscheiben-Auflagefläche 9 auf, wobei zwischen dieser Fläche 9 und dem Sicherheitsglas 10 wiederum eine selbstklebende Dichtung 6 vorgesehen sein kann.
Im Randbereich kann die Sicherheitsglasscheibe 10 und die Auflagefläche 9 von einem speziellen Klammerprofil 11 umfaßt werden. Dieses Klammerprofil wirkt einerseits als Kantenschutz und stabilisiert andererseits die Gesamtanordnung und stellt letztendlich eine optische Abdeckung nach Art einer Zierleiste dar.
Die Kunststoffplatte 5 ist bevorzugt als Doppelsteg-Platte aus Polypropylen ausgeführt und besitzt eine Vielzahl von parallelen Kammern, die die Dämmeigenschaften des Kollektors verbessern.
Oberhalb der Kunststoffplatte 5, die als Kollektor-Rückwand eingesetzt ist, wird in an sich bekannter Weise eine Dämmschicht 12 aus Mineralwolle oder dergleichen eingebracht. Eine spezielle reflektierende Schicht 12' erstreckt sich entlang der Innenseite des Profilrahmens, insbesondere dem vertikalen Schenkel 7.
Im Freiraum zwischen der Dämmschicht 12 und dem Sicherheitsglas 10 befindet sich dann der eigentliche flüssigkeitsdurchströmte Absorber 13.
Bezugszeichenliste

1: Profilrahmen
2: Dreifachkantung
3: Rinne
4: seitlich abgewinkelter Schenkel
5: Kunststoffplatten-Rückwand
6: Selbstklebende Dichtung
7: vertikaler Schenkel des Rahmens
8: Fuß- oder Montagebereich
9: Sicherheitsglas-Auflagefläche
10: Sicherheitsglas
11: Klammerprofil
12: Dämmschicht
12': reflektierende Schicht
13: Absorber

Claims

Solarkollektor, umfassend einen Profilrahmen mit Abkantungen und vertikalem Schenkel, welcher eine vorgegebene Fläche umspannt, eine in den Profilrahmen eingebrachte Rückwand, eine Rückseiten-Dämmschicht, mindestens einen Absorber sowie eine Vorderseiten-Sicherheitsglas-Abdeckung, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilrahmen im Bereich der Rückseite des Kollektors eine umlaufende Dreifachkantung mit einer Fußfläche und einer zum Kollektorinneren gerichteten Rückwand-Auflagefläche aufweist, wobei die Rückwand von oben in den Profilrahmen eingesetzt ist, mit der Auflagefläche in Kontakt steht, und daß die Rückwand aus einer Mehrfachsteg-Kunststoffplatte besteht.
Solarkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwandplatte eine Doppelsteg-Platte mit einer Vielzahl von Kammern ist.
Solarkollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilrahmen an der Oberseite eine nach außen weisende Sicherheitsglasscheiben-Auflagefläche aufweist.
Solarkollektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Rückwandplatte und/oder Sicherheitsglasscheibe und der jeweiligen Auflagefläche ein Kleber und/oder eine selbstklebende Dichtung eingebracht oder angeordnet ist.
Solarkollektor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsglasscheibe und die Auflagfläche hierfür von einem Klammerprofil umfaßt ist.
Solarkollektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreifachkantung die Form einer Rinne mit einem seitlich abgewinkelten Schenkel aufweist, wobei der Schenkel die Rückwand-Auflagefläche und die Rinne einen Montagebereich bildet.
Solarkollektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrfachsteg-Kunststoffplatte aus Polypropylen oder Polycarbonat besteht.
Solarkollektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des vertikalen Profilrahmenschenkels eine reflektierende Dämmung oder Dämmschicht angeordnet ist.