DE19736002A1 - Dachziegel-Vakuumkollektor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sonnenkollektor zur Aufnahme von Solarenergie. Der Vaku­ umkollektor übernimmt sowohl die Funktion eines Dachziegels, als auch die, eines ef­ fizienten Sonnenkollektors.

Bei den Sonnenkollektoren für die Warmwasserbereitung bei Ein- oder Mehrfamilien­ häusern wird noch immer häufig der älteste Typ der Kollektoren verwendet, der aus einem Absorber in einem nach unten wärmeisolierten Gehäuse besteht, das durch eine oder mehrere Glasscheiben abgedeckt ist und auf die entsprechende Dachseite montiert wird. Nachteile dieser Lösung sind die Veränderung des Dachstuhles und die großen Material- und Energiemengen, die bei der Kleinst- und Kleinserienherstellung verwen­ det werden. Auch die in der Industrie und im Gewerbe bei der Herstellung von Brauch­ wasser für Prozeßwärme verwendeten Vakuumkollektoren in Glasröhren werden in Kleinserien hergestellt. Es gibt eine Vielzahl von Entwicklungen, die eine Massenher­ stellung von Sonnenkollektoren ermöglichen sollen. Wegen zu hohen Investitionskosten und geringer Interesse an den Märkten der hochentwickelten Ländern einerseits und der zu schwachen Kaufkraft in den wenig entwickelten Ländern andererseits, kam es nie zur Massenherstellung von Sonnenkollektoren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Solarkollektor mit minimalen Mate­ rialaufwand unter Verwendung von Vakuum als Wärmeisolation zu realisieren, der die Massenherstellung gewährleistet. Die Erzeugung des Vakuums kann vor Ort mit allge­ mein zugänglichen Hilfsmitteln, (modifizierte Fahrradpumpe), erfolgen. Bei der An­ bringung des Sonnenkollektors ist keine Verstärkung oder Veränderung des Dachstuh­ les erforderlich. Die Montage des Sonnekollektor wird für Anwender ohne technische Kenntnisse und ohne spezielles Werkzeug gewährleistet. Die Wartung kann von der Dachaußenseite erfolgen, die Zugänglichkeit zu den zwischen den Dachziegel- Vakuumkollektoren und der Dachisolation verlaufenden Sammelleitungen ist gegeben. Der Sonnenkollektors ist für den Betrieb in der Winterzeit ausgelegt.

Die Erfindung basiert auf einen evakuierter Glaskollektor, der die Maße eines Bieber­ schwanz-Dachziegels aufwiest. An der Oberkante hat er einen Gewindestutzen mit ei­ ner größeren Wandstärke. Die Herstellung soll auf die gleiche Weise wie bei Flaschen mit Schraubverschluß erfolgen. Die Unterseite ist mit einer der Überdeckung der Dachziegel-Vakuumkollektoren bei der Installation anpaßbaren Reflexionsschicht oder Reflexionsplatte versehen.

Die Absorberfläche soll aus elastischen schwarzen Kunststoffschlauch schlangenförmig vorgeformt werden, der an den Enden eine flanschartige Aufweitung hat. Der Schlauch wird durch den Flaschenhals in den Kollektor eingebracht, wo er sich zur vorgesehenen Form entfaltet.

Auf dem Stutzen des Kollektors befindet sich eine Dichtungsscheibe mit drei Ausspa­ rungen, zwei davon für den Absorberschlauch und die dritte für das Blitzventil. Diese Dichtungsscheibe ist von einer Zwischendichtung und von einem Gummipfropfen ein­ gebettet, die ebenfalls diese drei Aussparungen aufweisen. Über der Zwischendichtung befindet sich eine weitere Dichtungsscheibe, in die eine Hülse zur Aufnahme des Blitz­ ventils integriert ist. Zur Abdichtung wird auf den Gewindestutzen eine Verschlußmut­ ter geschraubt, die die Dichtungsscheibe mit der integrierten Ventilhülse gegen die dar­ unterliegende Zwischendichtung, gegen die untere Dichtungsscheibe und den Gummi­ propfen und gegen die Stirnfläche des Flansches verspannt.

Die Befestigung der Dachziegel-Vakuumkollektoren kann entweder auf einer geneigten Dachfläche oder an einer senkrechten Wand erfolgen. Bei der Montage auf geneigten Dachflächen wird die Aufhängung durch Kollektorhalterungsklammern, bei der Monta­ ge an senkrechten Wänden durch Kollektoraufhängungshaken realisiert, die jeweils am Gewindestutzen des Vakuumkollektors befestigt werden.

Weitere Merkmaie und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt

Fig. 1 Kollektor als Dachvariante mit allen sichtbaren Teilen in 3 Ansichten,

Fig. 2 Glasgehäuse (1) mit Gewindestutzen (1a), in 2 Ansichten,

Fig. 3 alle Teile des Kollektor mit Ausnahme des Glasgehäuses und der Reflexionsplatte,

Fig. 4 vertikaler Schnitt durch den Kollektor in der Wandvariante,

Fig. 5 zwei vertikale Schnitte durch den Gewindestutzen,

Fig. 6 zwei Darstellungen der Montage als Wandkollektor,

Fig. 7 zwei Darstellungen der Montage als Dachkollektor.

In den Glaskörper (1) mit Gewindestutzen (1a) befindet sich eine Absorberspirale aus elastischen Material, (Gummi oder Plastik). Die als Flansche ausgeführten Enden (21), werden durch entsprechende Öffnungen in dem Gummipfropfen (8) und in der Dich­ tungsscheibe (7) geführt. Die Absorberspirale liegt nur an der Leitung für die Kaltwas­ serzufuhr (2a) an, nicht aber am Glasgehäuse (1). Dadurch wird die Montage erleichtert und die Wärmeverluste werden minimiert. Durch die Öffnung in der Verschlußmutter (4), und die jeweiligen Öffnungen in der Dichtungsscheibe mit Ventilhülse (5) werden zwei elastische Schläuche, die Zuflußleitung für Kaltwasser (3) und die Abflußleitung für Warmwasser (3a), ebenfalls mit flanschartig ausgeführten Enden, eingeschoben. Auf Gewindestutzen (1a) des Glasgehäuses (1) wird eine Kollektorhalterungsklammer (6) oder ein Kollektorhalterungshaken (6a) aufgesteckt. In die Ventilhülse der Dich­ tungsscheibe (5) wird das Blitzventil (10) hineingesteckt. Die Dichtungsscheibe mit Ventil (5) wird nun auf der auf die Dichtungsscheibe (7) aufgelegten Zwischendich­ tung (9) so ausgerichtet, daß sich die Kunststoffschläuche und die Öffnungen für das Ventil in einer Flucht befinden. Das Ganze wird dann mit der Verschlußmutter (4) über dem Gewindestutzen (1a) festgezogen. Somit ist der Kollektor hermetisch abgedichtet und läßt sich mit einer modifizierten Fahrradpumpe evakuieren. Auf die Kollektorhalte­ rungsklammer (6) oder den Kollektorhalterungshaken (7) wird die Reflexionsplatte (11) aufgesteckt und nun alles auf dem Dach oder an der Wand entsprechend installiert. Die Vormontage der Absorberspirale (2) im Glasgehäuse (1) und des Gummipfropfens (8) mit der Dichtungsscheibe (7) kann der Hersteller an dafür entwickelten Automaten aus­ führen, die übrigen oben genannten Arbeiten muß der Käufer entweder selbst ausführen oder einen Fachmann beauftragen.

Claims (9)

1. Dachziegel-Vakuumkollektor, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Glasgehäuse (1) das Aussehen eines Biberschwanz-Dachziegels hat und mit einem Stutzen mit Gewinde (1a) versehen ist.

2. Dachziegel-Vakuumkollektor nach Anspruch 1, der dadurch gekennzeichnet ist, daß sich im Glasgehäuse (1) eine Absorberspirale (2) befindet, an deren Enden Flansche (21) sind und das die Absorberspirale im Gewindestutzen (1a) endet.

3. Dachziegel-Vakuumkollektor nach Anspruch 1 und 2, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kollektoren untereinander mit elastischen Leitungen (3) und (3a) verbunden sind, die an ihren Enden ebenfalls mit Flanschen versehen sind.

4. Dachziegel-Vakuumkollektor nach Anspruch 1 bis 3, der dadurch gekennzeichnet ist, daß durch die Verschlußmutter (4) auf dem Gewindestutzen (1a) die Enden der Absorberspirale (2) mit den Enden der elastischen Leitungen (3) und (3a) mittels einer Dichtungsscheibe mit Ventilhülse (5) und Blitzventil (10), einer Zwischendichtung (9), einer Dichtungsscheibe (7) und einem Gummipfropfen (8) verbunden werden und daß diese Verbindung als feste aber lösbare hermetische Verbindung ausgeführt ist.

5. Dachziegel-Vakuumkollektor nach Anspruch 1 bis 4, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Blitzventil (10) in die Dichtungsscheibe mit Ventilhülse (5) nur eingelegt werden braucht.

6. Dachziegel-Vakuumkollektor nach Anspruch 1 bis 5, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Zwischendichtung (9), die Dichtungsscheibe (7), und der Gummipfropfen (8) jeweils drei Öffnungen haben, zwei davon für die Zuflußleitung (3) und die Abflußleitung (3a) zur Absorberspirale (2) und eine Öffnung für das Blitzventil (10).

7. Dachziegel-Vakuumkollektor nach Anspruch 1 bis 6, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Dichtungsscheibe mit Ventilhülse (5) außer den Öffnungen in der Hülse noch zwei Öffnungen für die Zuflußleitung (3) und die Abflußleitung (3a) zur Absorberspirale (2) hat.

8. Dachziegel-Vakuumkollektor nach Anspruch 1 bis 7, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kollektorhalterungsklammer (6) oder der Kollektoraufhängungshaken (6a) auf Gewindestutzen aufgesteckt wird und mit der Verschlußmutter (4) gesichert wird.

9. Dachziegel-Vakuumkollektor nach Anspruch 1 bis 8, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Reflexionsplatte (11) auf die Kollektorhalterungsklammer (6) oder auf den Kollektoraufhängungshaken (6a) eingehängt wird und somit unter dem Glasgehäuse arretiert wird.