DE19710642A1 - Solar collector housing - Google Patents
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Abstract
Description
Konventionelle Sonnenkollektorgehäuse, insbesondere Flachkollektoren weisen eine Verbundkonstruktion aus Rahmen und Isolation auf. Der Rahmen besteht im allgemeinen aus Aluminium- oder Kunststoffprofilen, Blechen, oder Tiefziehteilen. Die Isolation ist in dem Rahmen eingelegt und besteht bevorzugt aus Mineralfaser- und/oder PU-Dämmplatten.Conventional solar collector housings, especially flat collectors, have one Composite construction consisting of frame and insulation. The framework generally consists of Aluminum or plastic profiles, sheets, or deep-drawn parts. The isolation is in the frame inserted and preferably consists of mineral fiber and / or PU insulation panels.
Diese Sonnenkollektorgehäuse weisen jedoch nach stehende Wirkungsgradverluste und Konstruktions
nachteile auf:
A: Wirkungsgradverluste:
However, these solar collector housings have the following efficiency losses and construction disadvantages:
A: Efficiency loss:
- 1. Energieverlust durch Wärmebrücken zwischen Metallrahmen und Glas bzw. Metallrahmen und Isolation.1. Energy loss due to thermal bridges between the metal frame and glass or metal frame and isolation.
- 2. verminderte Energieeinstrahlung durch Beschlagen der Scheibe durch Luftfeuchtigkeit.2. Reduced energy radiation due to fogging of the pane due to air humidity.
- 3. Energieverlust durch Austrocknung des durchnäßten Innenraums.3. Loss of energy due to drying out of the drenched interior.
B: Konstruktionsnachteile:
B: Construction disadvantages:
- 1. Viele verschiedene Materialien.1. Many different materials.
- 2. Mehrfache Arbeitsschritte zur Fertigstellung eines tragfähigen Isoliergehäuses.2. Multiple steps to complete a load-bearing insulating housing.
- 3. Paßgenauigkeit der Teile zueinander.3. Fitting accuracy of the parts to each other.
Außerdem steht dem Sinn und Zweck moderner Umwelttechnologie völlig entgegen, daß erstens zur Herstellung derartiger Gehäuse nicht nachwachsende Rohstoffe verbraucht werden, und zweitens Verbundmaterial produziert wird.In addition, the purpose of modern environmental technology is completely opposed to the fact that Manufacturing such housing does not consume renewable resources, and secondly Composite material is produced.
Um die oben genannten Energieverluste auszuschließen wurde die Atmosphäre durch Erzeugung eines Vakuums ausgeschlossen.In order to exclude the above energy losses, the atmosphere was created by generating a Vacuum excluded.
Dies ließ sich bisher wegen der erforderlichen Gasdichtigkeit nur mit metallischen Tiefziehwannen realisieren. Die metallischen Anschlüsse durch das gasdichte, metallische Gehäuse, sind für derartige Ausführungen erhebliche Wärmebrücken und lassen den erwünschten Wirkungsgradgewinn gegenüber herkömmlichen Sonnenkollektoren nicht zu.Until now, this could only be done with metal deep-drawing trays due to the required gas tightness realize. The metallic connections through the gas-tight, metallic housing are for such Versions significant thermal bridges and leave the desired efficiency gain conventional solar panels do not.
Außerdem muß wegen der enormen Druckbelastung die Alu-Tiefziehwanne gegen die Glasscheibe abgestützt werden. Diese Stützen sind erstens Wärmebrücken und vermindern zweitens die wirksame Absorberoberfläche.In addition, because of the enormous pressure load, the aluminum deep-drawing tray has to be pressed against the glass pane be supported. These supports are firstly thermal bridges and secondly reduce the effective ones Absorber surface.
Weiterhin sind diese Vakuum-Flachkollektoren sehr aufwendig in der Herstellung und Installation.Furthermore, these flat vacuum collectors are very complex to manufacture and install.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Wirkungsgradverluste von Sonnenkollektorgehäusen zu minimieren und insbesondere einen leicht handhabbaren einfachen Aufbau aus möglichst wenig nicht nachwachsenden Rohstoffen zu schaffen, ohne gegenüber dem bekannten Stand der Technik Nachteile hinzunehmen.It is therefore the object of the invention to reduce the efficiency losses of solar collector housings minimize and in particular an easy-to-use, simple structure made from as little as possible to create renewable raw materials without compared to the known prior art Accept disadvantages.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kollektorgehäuse einen gasundurchlässigen Innenraum oder ein Kollektorgehäuse aus Recyclingmaterial aufweist und vorteilhafterweise eine Einrichtung aufweist, die keine Verwahrung zur Dacheinbindung erfordert.The object is achieved in that the collector housing is gas-impermeable Has interior or a collector housing made of recycled material and advantageously one Has facility that does not require storage for roof integration.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Sonnenkollektorgehäuse, Fig. 1 shows a cross section through a solar collector housing,
Fig. 2 zeigt eine Isolierwanne in räumlicher Darstellung, Fig. 2 shows an isolation well in a spatial representation,
Fig. 3 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Sonnenkollektorgehäuse in Dachebene, Fig. 3 shows in perspective a solar collector housing in the roof plane,
Fig. 4 zeigt einen waagerechten Schnitt durch einen Sonnenkollektor, Fig. 4 shows a horizontal section through a solar collector,
Fig. 5 zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen Sonnenkollektor Fig. 5 shows a vertical section through a solar collector
Fig. 6a zeigt einen senkrechten Schnitt durch ein Normaldach, FIG. 6a shows a vertical section through a normal roof,
Fig. 6b zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen Anschlußbereich. Fig. 6b shows a vertical section through a terminal area.
Das Kollektorgehäuse 1 weist eine gasundurchlässige Wanne 2 aus recyceltem Polyurethan (PU) auf. Das recycelte PU weist eine gute Wärmeisolierung auf und ist kein nicht nachwachsender Rohstoff. Die Wanne 2 ist zwecks einfacher Montage aus einem Rahmen 11 und einer Rückwand 12 zusammengeklebt.The collector housing 1 has a gas-impermeable trough 2 made of recycled polyurethane (PU). The recycled PU has good thermal insulation and is not a non-renewable raw material. The tub 2 is glued together for the purpose of simple assembly from a frame 11 and a rear wall 12 .
Der Rahmen 11 ist eine rechteckige Konstruktion aus Seitenteilen 15-18. Die Seitenteile 15-18 sind aus Platten oder Stangen zugeschnitten und miteinander zum Rahmen 11 verklebt.The frame 11 is a rectangular construction made of side parts 15-18 . The side parts 15-18 are cut from plates or rods and glued together to form the frame 11 .
Die Rückwand ist aus Platten zugeschnitten. Die Bearbeitung der Wanne erfolgt lediglich mit Holz bearbeitungsgeräten.The back wall is cut from panels. The tub is only processed with wood processing equipment.
Der Klebstoff ist ein PU-Kleber, der selbst zu PU aushärtet, so daß die Wanne 2 einheitlich aus PU ausgebildet ist und aufgrund ihrer Homogenität keine Wärmebrücken aufweist. Vorteilhafterweise ist zur Wärmeisolierung in der Wanne 2 eine innere Reflexionsschicht 13 und ein innenseitiger Wärmepuffer 14 aufgetragen. Der Wärmepuffer 14 ist ein Keramikfließ, welches mit PU-Kleber auf die Wanne 2 geklebt ist. Die Reflexionsschicht 13 ist eine Verspiegelung für Wärmestrahlung wie beispielsweise eine Schicht oder Folie aus Metall oder Lack.The adhesive is a PU adhesive that cures itself to PU, so that the tub 2 is made of PU and has no thermal bridges due to its homogeneity. An inner reflection layer 13 and an inside heat buffer 14 are advantageously applied in the tub 2 for heat insulation. The heat buffer 14 is a ceramic flow which is glued to the tub 2 with PU adhesive. The reflection layer 13 is a reflective coating for thermal radiation, such as a layer or foil made of metal or lacquer.
Um Kondenswasserbildung im Kollektor auszuschließen, ist ein gasundurchlässiger Innenraum geschaffen. Vorteilerhafterweise ist die Reflexionsschicht 13 als gasdichte Innenhaut ausgebildet.A gas-impermeable interior has been created to prevent condensation from forming in the collector. The reflection layer 13 is advantageously designed as a gas-tight inner skin.
Die Abdeckung 3 ist daher gasundurchlässig mit der Wanne 2 verbunden. Dies ist dadurch verwirklicht, indem eine handelsübliche Glasplatte mit der planaren Oberseite der Wanne 2 oder des Rahmens 11 verbunden, verschweißt oder verklebt ist.The cover 3 is therefore gas-impermeable to the tub 2 . This is achieved by connecting, welding or gluing a commercially available glass plate to the planar top of the trough 2 or the frame 11 .
Um die Druckbelastung des Sonnenkollektorgehäuses 1 aufgrund wechselnder Sonneneinstrahlung und wechselnder Außentemperatur auszuschließen, weist der Kollektor ein Druckausgleichs-System 5 auf. Die Wanne 2 ist zum Druckausgleich über eine Öffnung 7 gasdicht mit einem elastischen Behälter 6 verbunden. Der elastische Behälter 6 ist außerhalb der Wanne 2 angeordnet. Das Druckausgleichsystem umfaßt somit einen gasdichten Raum aus dem Inneren der Wanne 2 und dem Inneren des elastischen Behälters 6.In order to exclude the pressure load on the solar collector housing 1 due to changing solar radiation and changing outside temperature, the collector has a pressure compensation system 5 . The tub 2 is gas-tightly connected to an elastic container 6 via an opening 7 . The elastic container 6 is arranged outside the tub 2 . The pressure compensation system thus comprises a gas-tight space from the interior of the tub 2 and the interior of the elastic container 6 .
Zur Materialschonung ist der Innenraum des Kollektors vorteilhafterweise mit Inertgas befüllbar. Dazu weisen die zwei gegenüberliegenden Schmalseiten 15/17 der Wanne Öffnungen 8 auf. Im Normalbetrieb sind die Öffnungen 8 durch Gashähne oder Ventile verschlossen, während die Öffnung 7 für den Druckausgleich geöffnet ist. Die Schutzgasbefüllung beginnt durch Absaugen bei einem leichten Unterdruck an einer geöffneten Öffnung 8. Dabei leert sich der elastische Behälter 6 aufgrund des Außendrucks. Ist der elastische Behälter geleert, wird er an der Öffnung 7 mit dem Gashahn 9 verschlossen. An der zweiten Öffnung 8 erfolgt dann die Inertgaszufuhr. Ist die Flutung mit Inertgas abgeschlossen, wird der Gashahn in Öffnung 7 geöffnet und die Öffnungen 8 verschlossen.To protect the material, the interior of the collector can advantageously be filled with inert gas. For this purpose, on the two opposite narrow sides 15/17 of the tub openings. 8 In normal operation, the openings 8 are closed by gas taps or valves, while the opening 7 is open for pressure equalization. The inert gas filling begins by suction at a slight negative pressure at an open opening 8 . The elastic container 6 empties due to the external pressure. If the elastic container is emptied, it is closed at the opening 7 with the gas tap 9 . The inert gas is then supplied at the second opening 8 . If the flooding is completed with inert gas, the gas tap in opening 7 is opened and openings 8 are closed.
Problematisch an recycleten Stoffen ist deren im allgemeinen höherer Anteil an Verunreinigungen, insbesondere eine Anreicherung von Schadstoffen gegenüber dem Ersterzeugnis. Dadurch werden allergische Reaktionen von mit der Ware in Berührung kommenden Personen oder Lebewesen gefördert. Beispielsweise sind Hautausschläge aufgrund von Altpapierunterlagen bekannt. Polyurethan ist jedoch ohne Schadstoffanreicherung recyclebar. Der Grundstoff PU gilt in der Krankenpflege als besonders geeignetes Material, mit dem Patienten in Berührung kommen. Sonnenkollektorgehäuse aus recycletem PU scheinen deshalb physiologisch unbedenklich, und insbesondere für allergieempfindliche Anwender geeignet.The problem with recycled substances is their generally higher proportion of impurities, in particular an enrichment of pollutants compared to the first product. This will allergic reactions of people or living beings coming into contact with the goods promoted. For example, skin rashes due to waste paper are known. Polyurethane is, however, recyclable without enrichment. The basic material PU is considered in nursing Particularly suitable material that patients come into contact with. Solar panel housing recycled PU therefore appear to be physiologically harmless, especially for suitable for allergy-sensitive users.
Der Kollektor ist auf ein Ziegeldach angepaßt und ersetzt eine Anzahl von Ziegeln. Ziegel eines bestehenden Daches sind somit auch gegen einen Sonnenkollektor einfach austauschbar. Dabei bedarf es keiner Verwahrung. The collector is adapted to a tile roof and replaces a number of tiles. Brick one existing roof can therefore be easily exchanged for a solar collector. This requires there is no safekeeping.
Der Rahmen (11) weist entsprechend den Außenseiten (15/16/17/18) Überdeckung (15a), Unterdeckung (16a), Seitenfalz (17a) und Deckfalz (18a) auf. Prinzipiell sind für die Dacheinpassung nicht alle vier Anpassungen erforderlich, wie beispielsweise bei spiegelsymmetrischen Konstruktionen oder Dachrandanpassung oder Dacheckanpassung aus dem Zweck ableitbar ist.The frame (11) has respectively on the outer sides (15/16/17/18 ) overlap (15 a), bottom cover (16 a), side fold (17 a) and Deckfalz (18 a). In principle, not all four adjustments are necessary for the roof fitting, as can be derived from the purpose, for example in the case of mirror-symmetrical constructions or roof edge fitting or roof corner fitting.
Zur rationellen und einfachen Herstellung der Dacheinpassung weisen die Außenseiten (15/16/17/18) Klebenuten (19) auf. Die Klebenuten sind in den Rahmen gefräst und zur Aufnahme von Überdeckung (15a), Unterdeckung (16a), Seitenfalz (17a) oder Deckfalz (18a) ausgebildet. In die Klebenuten (19) eines Seitenteils (15-18) des Rahmens (11) sind individuelle Dachziegelübergänge (15a, 16a, 17a, 18a) eingeklebt.For rational and simple production of Dacheinpassung the outer sides have (15/16/17/18 ) Klebenuten (19). The adhesive grooves are milled into the frame and designed to accommodate overlap ( 15 a), undercover ( 16 a), side fold ( 17 a) or cover fold ( 18 a). In the adhesive grooves ( 19 ) of a side part ( 15-18 ) of the frame ( 11 ) individual roof tile transitions ( 15 a, 16 a, 17 a, 18 a) are glued.
11
Sonnenkollektorgehäuse
Solar panel housing
22nd
Wanne
Tub
33rd
Abdeckung
cover
44th
gasdichter Raum
gas-tight room
55
Druckausgleichsystem
Pressure equalization system
66
elastischer Behälter
elastic container
77
Öffnung
opening
88th
Öffnung
opening
1111
Rahmen
frame
1212th
Rückwand
Back wall
1313
Reflexionsmaterial
Reflective material
1414
Wärmepuffer
Heat buffer
15-1815-18
Seitenteile
Side panels
15/16/17/1815/16/17/18
Außenseiten
Outsides
1515
a Überdeckung
a coverage
1616
a Unterdeckung
a shortfall
1717th
a Seitenfalz
a side fold
1818th
a Deckfalz
a top fold
1919th
Klebenuten
Adhesive grooves
2020th
Dachziegelübergänge
Roof tile transitions
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