DE19652568A1 - Solarkollektor mit geteiltem Rahmen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Solarkollektor mit einem Rahmen, der einen Teil eines Solarkollektorgehäuses bildet und eine transparente Abdeckung trägt.

Solarkollektoren haben üblicherweise ein Gehäuse, dessen we­ sentliche Bestandteile ein seitlich umlaufender Rahmen, eine am Rahmen oben befestigte, transparente Abdeckung und ein am Rahmen unten befestigter Boden in Form eines Bleches oder ei­ ner Platte sind. In dem Gehäuse sind eine Absorberplatte mit darauf wärmeleitend angebrachten Rohren, die im Betrieb von einem Wärmeträgerfluid durchströmt werden, Sammelleitungen für die Zu- und Abfuhr des Wärmeträgerfluids sowie Wärmedäm­ material aufgenommen, das Wärmeverluste aus dem Solarkollek­ torgehäuse heraus verhindern soll. Abhängig von der gewählten Konstruktion des Rahmens wird die transparente Abdeckung ent­ weder direkt auf dem Rahmen verklebt, beispielsweise mittels Silikonkautschuk, oder die Abdeckung wird nur vom Rahmen ge­ tragen und mit einem zusätzlichen Fixierrahmen, der den obe­ ren Rand des Rahmens und den seitlichen Rand der Abdeckung übergreift, fixiert und eingedichtet. Die Aufgabe des Fixier­ rahmens kann auch eine entsprechend gestaltete Profildichtung übernehmen, die in den Rahmen eingedrückt wird und die die Abdeckung fixiert und abdichtet.

Die vorliegende Erfindung betrifft nicht den zuvor erwähnten Fixierrahmen für die Abdeckung, sondern den seitlich umlau­ fenden Rahmen des Solarkollektorgehäuses. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Solarkollektor mit einem Gehäuse, das einen Rahmen aufweist, so zu verbessern, daß der Zusam­ menbau des Solarkollektors vereinfacht und die Herstellungs­ kosten verringert sind. Darüber hinaus soll der verbesserte Solarkollektor es ermöglichen, daß mit nur geringem Ände­ rungsaufwand äußerlich unterschiedliche Solarkollektoren her­ stellbar sind.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rahmen des Solarkollektorgehäuses zumindest zwei miteinander verbindbare Rahmenteile aufweist, von denen ein unteres Rah­ menteil den Fuß und zumindest einen Teil der Seitenwand des Solarkollektorgehäuses bildet, und von denen ein oberes Rah­ menteil die Abdeckung trägt. Vorzugsweise trägt das obere Rahmenteil im wesentlichen nur die Abdeckung, es kann jedoch darüber hinaus auch noch einen Teil der Seitenwand umfassen.

Diese erfindungsgemäße Lösung hat mehrere Vorteile: Üblicher­ weise werden Rahmen für Solarkollektorgehäuse als Strangpreß­ teile, insbesondere als Aluminium-Strangpreßteile herge­ stellt. Die herkömmlichen, horizontal nicht unterteilten Rahmen von Solarkollektorgehäusen bestehen aus relativ kom­ pliziert geformten Profilteilen, um beispielsweise eine Auf­ lageleiste für die transparente Abdeckung und ähnliches zur Verfügung zu stellen. Diese kompliziert geformten Strangpreß­ profilteile können nicht gebogen werden, sondern es müssen von dem Strangpreßprofil Stücke gewünschter Länge abgeschnit­ ten werden. Diese Stücke werden dann zum Rahmen des Solarkol­ lektorgehäuses zusammengesetzt. Ein herkömmlicher Rahmen für ein Solarkollektorgehäuse besteht demnach aus vier Strang­ preßteilen, die je auf Gehrung gesägt, dann zusammengesetzt, eingedichtet und schließlich miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Vernieten.

Demgegenüber bietet der erfindungsgemäße Solarkollektor auf­ grund seines horizontal geteilten Rahmens die Möglichkeit, das untere, regelmäßig weniger kompliziert geformte Rahmen­ teil aus einem Stück zu fertigen und in die gewünschte Rah­ menform zu biegen. Falls ein nach innen ragender Fuß am unte­ ren Rahmenteil ausgebildet ist, muß dieser Fuß lediglich im Bereich jeder Rahmenecke ausgeklinkt, d. h. beispielsweise ausgeschnitten werden. Auf diese Weise kann das Unterteil des Rahmens des Solarkollektorgehäuses einstückig und mit nur ei­ ner einzigen Verbindungsstelle gefertigt werden. Bevorzugt wird die erwähnte, einzige Verbindungsstelle, die am Rahmen­ unterteil des erfindungsgemäßen Solarkollektors noch vorhan­ den ist, so gelegt, daß sie nicht in einer Ecke, sondern zwi­ schen zwei Ecken des Rahmens gelegen ist. Auf diese Weise muß am Rahmenunterteil kein einziger Gehrungsschnitt mehr vorge­ nommen werden. Vorteilhaft wird an der einzigen Verbindungs­ stelle gegebenenfalls das Typenschild angebracht und mit dem Rahmenunterteil beispielsweise vernietet. Wenn das Typen­ schild dabei auch noch den Fuß bzw. die Unterseite des Rah­ mens umschließt und/oder ein zusätzliches Gegenstück, bei­ spielsweise aus Blech, auf der Innenseite des Rahmenunter­ teils vorhanden ist, ergibt sich eine besonders hohe Stabili­ tät und Dichtheit des Rahmens.

Ersichtlich verbilligt die erfindungsgemäße Konstruktion die Herstellung von Solarkollektoren, denn es kann beispielsweise auf teuere Gehrungssägen völlig verzichtet werden. Trotz ge­ ringerer Herstellungskosten ist die Qualität erhöht, denn wo keine Verbindungsstellen mehr sind, können auch keine Undich­ tigkeiten mehr auftreten.

Die Konstruktion des erfindungsgemäßen Solarkollektors bietet darüber hinaus den Vorteil, daß das Einbringen der Absorber­ platte mit den darauf montierten Rohren und Sammelleitungen in das Solarkollektorgehäuse einfacher möglich ist, denn die Absorberplatte kann bereits in das untere Rahmenteil einge­ setzt werden und das obere Rahmenteil kann nachträglich hin­ zugefügt werden. Somit wirkt sich beim Einbringen in das So­ larkollektorgehäuse eine nach innen ragende Auflageleiste für die Abdeckung nicht störend aus. Bei herkömmlichen Rahmen für Solarkollektoren verringert diese Auflageleiste die innere, lichte Weite des Rahmens deutlich und erschwert so das ohne­ hin schwierige Einbringen der Absorberplatte zusätzlich, weil die Sammelleitungen über die Absorberplatte hinausragen müs­ sen, um im montierten Zustand aus dem Solarkollektorgehäuse hervorstehen zu können.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Solarkollektors besteht darin, daß bei Verwendung von Strangpreßteilen für den Rahmen die Materialdicke geringer gewählt werden kann, als bisher üblich. Dies ist deshalb möglich, weil beim Strangpressen eine Abhängigkeit zwischen der Materialbreite und der Materialdicke besteht, so daß bei einer vorgegebenen Breite eine gewisse Materialdicke nicht unterschritten werden kann. Selbst wenn es aus Stabilitätsgründen nicht notwendig ist, muß deshalb beim Strangpressen breiterer Profile eine relativ große Materialdicke gewählt werden. Da erfindungsge­ mäß das untere Rahmenteil schmäler als bisher übliche Rahmen­ teile ist, kann dessen Materialdicke entsprechend geringer gewählt werden, ohne daß dies negative Auswirkungen auf die Stabilität des Solarkollektorgehäuses hätte.

Schließlich bietet der erfindungsgemäße Solarkollektor den Vorteil, daß durch Ändern nur des oberen Rahmenteiles eine Auswahl äußerlich unterschiedlicher Solarkollektoren geschaf­ fen werden kann. Beispielsweise können je nach Einsatzzweck und Kundenwunsch die oberen Rahmenteile anders aussehen, oder auf andere Weise behandelt oder eingefärbt sein, während die unteren Rahmenteile, die im eingebauten Zustand des Solarkol­ lektors ohnehin nicht sichtbar sind, lediglich in einer ein­ zigen Version gefertigt zu werden brauchen. Die Produktions- und Lagerhaltungskosten werden auf diese Weise trotz einer äußerlich großen Vielfalt von Solarkollektoren niedrig gehal­ ten.

Die zuletzt genannten drei Vorteile erfindungsgemäßer Solar­ kollektoren kommen auch dann zum Tragen, wenn das untere Rah­ menteil nicht einstückig ausgeführt ist. Bevorzugt wird je­ doch das untere Rahmenteil einstückig ausgeführt sein, um die oben beschriebenen, fertigungstechnischen Vorteile nutzen zu können. Dazu muß das untere Rahmenteil keineswegs ein Strang­ preßteil sein, es kann beispielsweise auch ein einstückiges Blechteil oder Tiefziehteil sein, das sich ebenfalls gut in die gewünschte Rahmenform biegen läßt.

Ein noch weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen, horizontal unterteilten Solarkollektors ist darin zu sehen, daß das Ein­ dichten der Abdeckung bereits vorgenommen werden kann, wenn das obere Rahmenteil noch nicht mit dem unteren Rahmenteil verbunden ist. Dadurch wird vermieden, daß Ausgasungen aus der verwendeten Dichtungsmasse, die im Anschluß an das Ein­ dichten verstärkt auftreten können, in das Kollektorgehäuse gelangen und zu einer Verschmutzung der Innenseite der Abdec­ kung führen können, die nur mit großem Aufwand wieder ent­ fernbar ist (Zerlegung des Kollektorgehäuses usw.). Erfin­ dungsgemäß kann die Abdeckung am noch separaten, oberen Rahmenteil eingedichtet und das "Aushärten" der Dichtungs­ masse abgewartet werden, bevor die Verbindung mit dem unteren Rahmenteil erfolgt, so daß eine Verschmutzung der Abdeckungs­ innenseite verhindert ist. Aus dieser Vorgehensweise ergibt sich auch ein Vorteil hinsichtlich des erforderlichen Lager­ platzes, denn bisher mußte während des bis zu drei Tagen dauernden Aushärtens der Dichtungsmasse der gesamte Solarkol­ lektor ruhig gelagert werden, weil ein Transport des frisch eingedichteten Solarkollektors nicht möglich ist, da die beim Transport auftretenden Belastungen zu einer Verschiebung der Abdeckung in der noch plastischen Dichtungsmasse führen wür­ den. Erfindungsgemäß braucht nur noch das kleinere, weniger Platz benötigende Rahmenoberteil nach dem Eindichtvorgang ge­ lagert zu werden. Totes Kapital wird auf diese Weise eben­ falls reduziert, da nur die Rahmenoberteile vorgehalten zu werden brauchen und die Rahmenunterteile nach Bedarf zeitlich später produziert werden können.

Schließlich hat der erfindungsgemäße, horizontal geteilte Aufbau des Solarkollektors noch den Vorteil eines erheblich vereinfachten Handlings, denn erfindungsgemäß kann zunächst das Rahmenunterteil am Einsatzort installiert werden und so­ dann das fertig eingedichtete Rahmenoberteil mit dem bereits installierten Rahmenunterteil verbunden werden. Ein Hantieren mit dem kompletten, sehr schweren Solarkollektor ist nicht mehr erforderlich.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Solarkollektors ist das obere Rahmenteil mit dem unteren Rah­ menteil durch eine Rast- oder Schnappverbindung verbunden. Solche Ausführungsbeispiele weisen also nur zwei miteinander verbindbare Rahmenteile auf. Das untere Rahmenteil ist dabei so geformt, daß es den Fuß und zumindest den überwiegenden Teil der Seitenwand des Solarkollektorgehäuses bildet, wäh­ rend das obere Rahmenteil im wesentlichen nur dazu dient, die Abdeckung aufzunehmen bzw. zu tragen und allenfalls noch ei­ nen kleineren Teil der Seitenwand umfaßt.

Das obere Rahmenteil des erfindungsgemäßen Solarkollektors ist herkömmlich aus mehreren Einzelabschnitten zusammenge­ setzt, die beispielsweise Strangpreßteile sind, insbesondere Aluminium-Strangpreßteile. Diese Teile sind auf Gehrung ge­ schnitten oder gesägt und an den aneinanderstoßenden Ecken bündig und dicht miteinander verbunden.

Mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemä­ ßen Solarkollektors werden im folgenden anhand der beigefüg­ ten, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 den Seitenbereich eines ersten Ausführungsbeispie­ les eines erfindungsgemäßen Solarkollektors im Schnitt,

Fig. 2 ein einstückiges, unteres Rahmenteil des Solarkol­ lektors aus Fig. 1 in räumlicher Darstellung,

Fig. 3 das untere Rahmenteil aus Fig. 2 vor seiner For­ mung zum Rahmen,

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsge­ mäßen Solarkollektors in einer Ansicht entsprechend Fig. 1, und

Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsge­ mäßen Solarkollektors in einer Ansicht entsprechend Fig. 1.

In Fig. 1 ist der hier interessierende Seitenbereich eines Solarkollektors 10 im Schnitt gezeigt. Der Solarkollektor 10 hat einen Rahmen, der einen Teil eines Solarkollektorgehäuses bildet, zu dem neben dem Rahmen auch noch eine transparente Abdeckung 12, hier in Gestalt einer Abdeckscheibe, und ein hier nicht dargestellter Gehäuseboden gehören. In diesem So­ larkollektorgehäuse ist eine hier ebenfalls nicht dargestell­ te Absorberplatte aufgenommen, auf der Absorberrohre befe­ stigt sind, durch die im Betrieb des Solarkollektors ein Wärmeträgerfluid strömt. Das Solarkollektorgehäuse ist zum Boden und zu den Seiten hin mit Wärmedämmaterial ausgekleidet (nicht dargestellt), um Wärmeverluste aus dem Solarkollektor­ gehäuse heraus zu verhindern.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht der Rahmen des Solarkol­ lektorgehäuses aus zwei miteinander verbindbaren Rahmentei­ len, nämlich einem unteren Rahmenteil 14 und einem oberen Rahmenteil 16. Das untere Rahmenteil 14 ist dabei so gestal­ tet, daß es einen im gezeigten Ausführungsbeispiel rechtwink­ lig nach innen ragenden Fuß 18 und den überwiegenden Teil ei­ ner Seitenwand 20 des Solarkollektorgehäuses umfaßt. Das obere Rahmenteil 16 weist eine bezogen auf das Solarkollek­ torgehäuse rechtwinklig nach innen ragende Auflageleiste 22 auf, auf welche die Abdeckung 12 gelegt wird. Zwischen der Abdeckung 12 und dem oberen Rahmenteil 16 verbleibt ein um­ laufender Zwischenraum, der wie dargestellt mit einer Sili­ kondichtmasse 24 ausgefüllt wird, um die Abdeckung 12 am obe­ ren Rahmenteil 16 abdichtend zu befestigen.

Sowohl das untere Rahmenteil 14 als auch das obere Rahmenteil 16 können als Strangpreßteile gefertigt sein, beispielsweise als Aluminium-Strangpreßteile. Das untere Rahmenteil 14 kann jedoch auch ein Blechteil oder ein Tiefziehteil sein.

Zur Verbindung der beiden Rahmenteile 14 und 16 sind am unte­ ren Rahmenteil 14 am freien Ende der Seitenwand 20 zwei Rast­ rippen 26 ausgebildet, die für einen Eingriff in zwei komple­ mentäre Rastnuten 28 vorgesehen sind, welche sich in einer Führungsnut 30 des oberen Rahmenteiles 16 befinden. Um das untere Rahmenteil 14 mit dem oberen Rahmenteil 16 zu verbin­ den, braucht demnach lediglich die Seitenwand 20 in die Füh­ rungsnut 30 geschoben zu werden, bis die Rastrippen 26 in die Rastnuten 28 einrasten.

In Fig. 2 ist das untere Rahmenteil 14 räumlich wiedergege­ ben, wobei aus Gründen der zeichnerischen Vereinfachung die Rastrippen 26 weggelassen worden sind. Wie Fig. 2 zeigt, handelt es sich bei dem unteren Rahmenteil 14 um ein einstüc­ kiges Teil, welches in die gewünschte Rahmenform gebogen wor­ den ist und lediglich bei 32 verbunden zu werden braucht. Da­ mit das den Fuß 18 aufweisende, untere Rahmenteil 14 in die gewünschte Rahmenform gebogen werden kann, müssen zuvor im Bereich jeder Rahmenecke Materialabschnitte aus dem Fuß 18 ausgeklinkt, d. h. entfernt werden. Fig. 3 verdeutlicht dies und zeigt, wie im Bereich jeder zukünftigen Rahmenecke durch Entfernen von Material Aussparungen 34 geschaffen werden müs­ sen, um anschließend durch Biegen die gewünschte Form des unteren Rahmenteils 14 herstellen zu können. Bei einem recht­ eckigen Rahmenteil 14 muß der Winkel α gleich 90° sein.

Fig. 4 zeigt ein etwas abgewandeltes, zweites Ausführungs­ beispiel eines Solarkollektors 10. Die Verbindung von unterem Rahmenteil 14 und oberem Rahmenteil 16 ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel gelöst. Die Abdeckung 12 jedoch wird le­ diglich auf die Auflageleiste 22 gelegt und die Fixierung der Abdeckung 12 übernimmt ein zusätzlicher Fixierrahmen 36, der am oberen Rahmenteil 16 befestigt wird und dessen einer Schenkel den Rand der Abdeckung 12 übergreift. Zur Abdichtung ist zwischen dem genannten Schenkel und der Abdeckung 12 eine Gummidichtung 38 angeordnet. Der Fixierrahmen 36 ohne die Gummidichtung 38 kann auch beim ersten Ausführungsbeispiel eingesetzt werden, falls eine Abdeckung der mit Silikondicht­ masse 24 ausgefüllten, umlaufenden Fuge erwünscht ist.

Ein nochmals abgewandeltes drittes Ausführungsbeispiel zeigt

Fig. 5. Das obere Rahmenteil 16 ist gemäß dem dritten Aus­ führungsbeispiel mit einer weiteren Rastnut 40 versehen, die um die Abdeckung 12 herumläuft und in die eine speziell aus­ gestaltete Profildichtung 42 eingedrückt wird, die die Abdec­ kung 12 sowohl fixiert als auch abdichtet.

Statt der dargestellten Verbindung von unterem Rahmenteil 14 und oberem Rahmenteil 16 mittels Rastrippen 26 und Rastnuten 28 sind auch andere Verbindungsarten zwischen den beiden Rah­ menteilen 14 und 16 möglich. Neben anderen rastenden Verbin­ dungsarten können die beiden Rahmenteile 14 und 16 auch fest miteinander verbunden sein, beispielsweise durch Kleben oder eine andere materialschlüssige Verbindung, oder auch durch Vernieten, Verschrauben etc.

Gemäß allen drei dargestellten Ausführungsbeispielen kann das obere Rahmenteil 16 sowohl bezüglich seines Materials als auch bezüglich seiner Farbe abweichend vom unteren Rahmenteil 14 ausgeführt sein. So kann beispielsweise das obere Rahmen­ teil 16 eloxiert sein, auch farbig eloxiert, während das un­ tere Rahmenteil 14 ein verzinktes Blechteil ist.

Claims (7)

1. Solarkollektor (10), mit einem Rahmen, der einen Teil eines Solarkollektorgehäuses bildet und eine transparente Ab­ deckung (12) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen zumindest zwei mitein­ ander verbindbare Rahmenteile (14, 16) aufweist, von denen das eine, untere Rahmenteil (14) den Fuß und zumindest einen Teil der Seitenwand (20) des Solarkollektorgehäuses bildet, und von denen das andere, obere Rahmenteil (16) die Abdeckung (12) aufnimmt.

2. Solarkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Rahmenteil (14) ein­ stückig ist.

3. Solarkollektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Rahmenteil (14) ein Strangpreß- oder Tiefziehteil ist, insbesondere ein Alu­ minium-Strangpreß- oder Tiefziehteil, bei dem ein dem Fuß (18) des Solarkollektorgehäuses zugehöriger, nach innen ra­ gender Materialabschnitt im Bereich jeder Rahmenecke ausge­ spart ist.

4. Solarkollektor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Rahmenteil (14) ein Blechteil ist.

5. Solarkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Rahmenteil (16) mit dem unteren Rahmenteil (14) durch eine Rast- oder Schnappverbin­ dung verbunden ist.

6. Solarkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Rahmenteil (16) aus Strangpreßteilen besteht, insbesondere aus Aluminium-Strang­ preßteilen, die auf Gehrung geschnitten oder gesägt sind.

7. Solarkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Rahmenteil (16) einge­ färbt ist, insbesondere durch Eloxieren.