DE19830345A1

DE19830345A1 - Verfahren zum Herstellen eines Solarkollektors sowie eines Absorbers für einen Solarkollektor

Info

Publication number: DE19830345A1
Application number: DE1998130345
Authority: DE
Inventors: Reinhold Weiser
Original assignee: UFE SOLAR GmbH
Current assignee: UFE SOLAR GmbH
Priority date: 1998-07-07
Filing date: 1998-07-07
Publication date: 2000-01-13
Anticipated expiration: 2018-07-08
Also published as: DE19830345C2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Solarkollektors sowie eines Absorbers für einen solchen Solarkollektor. DOLLAR A Verfahrensgemäß wird von einem U- oder L-Profil ausgegangen, welches an vorbestimmten Stellen ausgeklinkt wird, so daß ein geschlossener Profilrahmen gebildet werden kann. DOLLAR A Entweder vor oder nach dem Verbinden der aneinanderstoßenden Stirnseiten des Profilrahmens, wird ein schichtweises Anordnen einer Rückwand, einer Wärmedämmplatte, eines Absorbers und einer Abdeckglasplatte zur Bildung eines Moduls vorgenommen. Auch besteht die Möglichkeit des Einschiebens eines vorgefertigten Moduls in den Profilrahmen. Bei dem Verfahren zum Herstellen eines Absorbers wird zunächst ein flächenbündiges Aneinanderlegen zweier Absorber-Flächenstücke realisiert, wobei im Anschluß ein Einfügen eines Einlaß- und eines Auslaßstutzens in den Randbereich zwischen den Absorber-Flächenstücken erfolgt. Die Absorber-Flächenstücke werden miteinander verbunden, so daß ein fluiddichter Verbindungskanal zwischen Einlaß- und Auslaß-Verbindungsstück entsteht. Im Anschluß wird ein Beaufschlagen des Verbindungskanals mit einem Innendruck vorgenommen, so daß die Querschnittsfläche des Verbindungskanals druckbedingt sich vergrößert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Solarkollektors sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Absorbers für einen Solarkollektor. Weiterhin betrifft die Erfindung einen entsprechend hergestellten Solarkollektor.

Üblicherweise bestehen Solarkollektoren aus einem etwa quader förmigen flachen Gehäuse. Die der Sonnenstrahlung zugewandte Seite des Gehäuses besteht aus einer lichtdurchlässigen, insbesondere Glasplatte. In dem Gehäuse befindet sich ein Absorber. Der Absorber kann beispielsweise aus einem flachen geschwärzten Hohlkörper mit einem Einlaß- und einem Auslaß stutzen bestehen. Zwischen dem Absorber und der der Sonnen strahlung abgewandten Seite des Gehäuses befindet sich eine Wärmedämmplatte. Die auf die Glasplatte auftreffende Strahlung wird größtenteils von der Glasplatte durchgelassen und an der Oberfläche des Absorbers absorbiert. Reemittierte Strahlung wird von der Glasplatte größtenteils in das Gehäuseinnere zurückreflektiert. Wie in einem Treibhaus ist innerhalb des Gehäuses die Temperatur wesentlich höher als außerhalb des Gehäuses. Eine durch den Absorber gepumpte Flüssigkeit erwärmt sich auf diese Weise und kann für Heizzwecke, zur Warmwasser erzeugung oder dergleichen verwendet werden.

Bekannte Herstellungsverfahren für Solarkollektoren und deren Bestandteile sind verhältnismäßig aufwendig. Üblicherweise wird für einen Solarkollektor ein Profilrahmen bereitgestellt, in den eine Rückwand, die Wärmedämmplatte, der Absorber und die Glasplatte nacheinander eingefügt werden. Die Montage eines Solarkollektors ist somit relativ zeitaufwendig.

Ein Verfahren zur Herstellung des Absorbers ist aus der DE 295 21 415 U1 bekannt. Danach werden zwei Einzelbleche derart miteinander verbunden, daß sie zunächst an den Umfangsseiten und im Bereich von Zwischenverbindungen miteinander verschweißt werden. Durch Ausstanzen und Ausformen werden anschließend Anschlußbereiche für einen Zu- und Ablauf geschaffen. Danach wird der Plattenabsorber einer Innendruckbeaufschlagung solange unterworfen, bis eine Ausformung eines vorbestimmten Fluid strömungsweges entsprechend des gewünschten Fluidströmungs querschnitts erreicht wird. Die gewünschten geometrischen Abmessungen werden jedoch nur dann erreicht, wenn die Einzel bleche hinsichtlich ihrer Dicke homogen ausgebildet sind und das Verschweißen äußerst präzise erfolgt. Ein derart exaktes Verschweißen ist in der Praxis mit einem hohen Aufwand ver bunden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstel lung eines Solarkollektors und eines dafür verwendbaren Absor bers bereitzustellen, das verhältnismäßig schnell, einfach und kostengünstig durchzuführen ist.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Herstellung des Solarkol lektors durch die Lehre der Patentansprüche 1 bis 3 und hin sichtlich der Herstellung des Absorbers durch den Patentan spruch 18 gelöst.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist zum Herstellen des Solarkollektors ein Verfahren mit folgenden Schritten vorgesehen:

- Ausklinken eines U-Profils an vorbestimmten Stellen derart, daß das U-Profil zu einem geschlossenen U-Profilrahmen biegbar ist;
- schichtweises Anordnen einer Rückwand, einer Wärmedämm platte, eines Absorbers und einer Glasplatte zu einem Modul;
- Biegen des U-Profils zu dem U-Profilrahmen, wobei eine Umfangseite des U-Profilrahmens offen bleibt;
- Einschieben des Moduls durch die offenen Umfangsseite in den U-Profilrahmen;
- Fertigbiegen des U-Profils zu dem geschlossenen U-Profil rahmen; und
- Verbinden der Stirnseiten des zu dem Profilrahmen gebogenen U-Profils miteinander.

Durch das Biegen des U-Profils zu dem geschlossenen U-Profil rahmen weist dieser lediglich eine offene Stelle auf, die durch Verbinden der Enden geschlossen werden muß. Dadurch läßt sich der Solarkollektor mit wenig Zeitaufwand herstellen.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist zum Herstellen des Solarkollektors ein Verfahren mit folgenden Schritten vorgesehen:

- Ausklinken eines L-Profils an vorbestimmten Stellen derart, daß das L-Profil zu einem geschlossenen Profilrahmen bieg bar ist;
- Biegen des L-Profils zu einem entlang den Umfangseiten geschlossenen L-Profilrahmen;
- Verbinden der Stirnseiten des L-Profils miteinander;
- schichtweises Anordnen einer Rückwand, einer Wärmedämm platte, eines Absorbers und einer Glasplatte zu einem Modul;
- Einschieben des Moduls in den L-Profilrahmen, wobei die Einschieberichtung senkrecht zur Rahmenebene liegt; und
- Biegen des L-Profilrahmens zu einem U-Profilrahmen, so daß das Modul formschlüssig in dem U-Profilrahmen eingefaßt ist.

Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, daß mit dem Modul eine elastische, z. B. Gummidichtung oder dergleichen mit einge schoben werden kann.

Gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist zum Herstellen des Solarkollektors ein Verfahren mit folgenden Schritten vorgesehen:

- Ausklinken eines U-Profils an vorbestimmten Stellen derart, daß das U-Profil zu einem geschlossenen U-Profilrahmen biegbar ist;
- schichtweises Anordnen einer Wärmedämmplatte und eines Absorbers zu einem Modul;
- Biegen des U-Profils zu dem U-Profilrahmen, wobei eine Umfangsseite des U- Profilrahmens offen bleibt;
- Einschieben des Moduls durch die offene Umfangsseite in den U-Profilrahmen;
- Biegen des U-Profils zu dem geschlossenen U-Profilrahmen;
- Verbinden der Stirnseiten des zu dem U-Profilrahmen gebogenen U-Profils miteinander; und
- Ankleben einer Glasplatte und Befestigen einer Rückwand an oder auf den U-Profilrahmen, so daß ein geschlossenes qua derförmiges Gehäuse ausgebildet wird, wobei die Glasplatte dem Absorber und die Rückwand der Wärmedämmplatte zuge ordnet wird.

Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Glasplatte und die Rückwand von außen an den Profilrahmen angebracht. Auch auf diese Weise läßt sich schnell und kostengünstig ein Solarkollektor montieren.

Weiterhin ist vorgesehen, daß das Verbinden der stirnseitigen Enden stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen erfolgt.

Alternativ dazu kann gemäß der Erfindung vorgesehen sein, daß das Verbinden der stirnseitigen Enden durch Befestigen einer Verbindungsplatte im Bereich um die beiden Enden erfolgt. Dabei kann das Befestigen der Verbindungsplatte durch Annieten oder durch Verschrauben erfolgen. Somit läßt sich auf einfache und schnelle Weise der U-Profilrahmen lösbar verschließen. Die Schraubverbindung hat den weiteren Vorteil, daß die Verbindung für Reparaturzwecke lösbar ist. Damit läßt sich auf einfache Weise das Gehäuse des Solarkollektors bei Bedarf öffnen.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung umfaßt das Herstellungs verfahren des Solarkollektors die beiden zusätzlichen Schritte:

- Ausbilden von wenigstens zwei Öffnungen im U-Profil, die an gegenüberliegenden Seiten des Profilrahmens vorgesehen sind; und
- Beabstanden der Wärmedämmplatte von der Rückwand, so daß ein Luftkanal zwischen den wenigstens zwei Öffnungen ausgebildet wird.

Mit dem Luftkanal wird eine Kühlung erreicht und damit eine Überhitzung des Kollektors bzw. der Absorberflüssigkeit ver mieden.

Der Luftkanal kann dadurch ausgebildet werden, daß das Beab standen der Wärmedämmplatte von der Rückwand durch Anordnen von Abstandselementen realisiert wird. In diesem Fall ist es bevorzugt, daß die Wärmedämmplatte eine ausreichende Festigkeit aufweist.

Alternativ dazu kann vorgesehen sein, daß das Beabstanden der Wärmedämmplatte von der Rückwand durch Anlegen einer Zwischen platte an die dem Absorber abgewandte Seite der Wärmedämmplatte erfolgt. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Wärmedämmplatte aus einem weichen Material, beispielsweise Glaswolle besteht.

Alternativ kann weiterhin vorgesehen sein, daß das Beabstanden der Wärmedämmplatte von der Rückwand durch Anordnen einer vor gefertigten Formplatte durchgeführt wird, wobei die Formplatte wenigstens einen parallel zu deren Plattenebene verlaufenden Luftkanal aufweist, der sich zwischen den Öffnungen erstreckt. Eine derartige Formplatte mit einem integrierten Luftkanal ermöglicht eine besonders schnelle Montage des Solarkollektors.

Vorteilhafterweise kann das Herstellungsverfahren einen weiteren Schritt umfassen, bei dem wenigstens eine Öffnung mit einem Ventil bestückt wird. Durch das temperaturabhängige Betätigen des Ventils läßt sich die Kühlwirkung steuern.

Hierfür ist ein Thermostat zur Steuerung des Ventils vorge sehen, um eine temperaturabhängige Betätigung des Ventils zu erreichen.

Vorzugsweise besteht das U-Profil aus Aluminium. Aluminium ist ein verhältnismäßig leichtes und korrosionsbeständiges Metall. Da Solarkollektoren überwiegend auf Dächern montiert werden und der Witterung ausgesetzt sind, ist dies besonders vorteilhaft.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die Außenabmessungen des Moduls geringfügig kleiner als die Innenabmessungen des U- Profilrahmens sind. Der U-Profilrahmen kann somit das Modul beziehungsweise dessen Bestandteile formschlüssig aufnehmen. Weitere Befestigungsmaßnahmen sind nicht erforderlich, was zu einer schnellen Montage beiträgt.

Im Hinblick auf die Energiebilanz kann weiterhin vorgesehen sein, daß der Absorber mit einem vorbestimmten Neigungswinkel gegenüber dem Profilrahmen angeordnet wird. Der Anstellwinkel eines Daches und der gewünschte Neigungswinkel des Absorbers im Hinblick auf den Sonneneinstrahlwinkel weichen in den meisten Fällen voneinander ab. Diese Abweichung kann durch den vorbe stimmten Neigungswinkel des Absorbers korrigiert werden. Das Gehäuse des Solarkollektors wird dabei üblicherweise parallel zur Dachebene angeordnet. Der Absorber ist lediglich innerhalb des Gehäuses des Solarkollektors geneigt. Dadurch kann unter Beibehaltung der Ästhetik die Energiebilanz verbessert werden.

Bei demjenigen Verfahren, bei dem die Glasplatte und/oder die Rückwand außerhalb des Profilrahmens befestigt werden, kann das Verkleben der Glasplatte und/oder der Rückwand mit einem Klebeband erfolgen.

Zum Schutz der Glasplatte kann anstelle des U-Profils ein F- Profil verwendet werden, wobei der zusätzliche Profilabschnitt eine Umrandung für die Glasplatte bildet. Dadurch läßt sich die Glasplatte versenkt und seitlich geschützt am Rahmen fixieren.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Absorbers, welcher in vorteilhafter Weise für die vorge nannten Verfahren verwendet werden kann, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

- Flächenbündiges Aneinanderlegen zweier Absorber-Flächen stücke;
- Einfügen eines Einlaßstutzens und eines Auslaßstutzens in den Randbereich zwischen den Absorber-Flächenstücken;
- Verbinden der Absorber-Flächenstücke miteinander, so daß ein fluiddichter Verbindungskanal zwischen dem Einlaß- und dem Auslaß-Verbindungsstück ausgebildet wird; und
- Beaufschlagen des Verbindungskanals mit einem Innendruck, so daß die Querschnittsfläche des Verbindungskanals erhöht wird.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß ein Formteil mit einem Innenraum verwendet wird, der in etwa die vorgesehene Form des Absorbers aufweist und dessen Innenwände als Anschlag für die Absorber-Flächenstücke beim Beaufschlagen mit Innendruck ver wendet werden. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die vorgesehene Form des Absorbers auch tatsächlich ausgebildet wird. Ungleichmäßige Flächenstücke und/oder unpräzise Verbin dungs- bzw. Schweißarbeiten könnten bewirken, daß sich die vorgesehene Form des Absorbers beim Beaufschlagen mit Innen druck nicht einstellt. In diesem Fall wäre eine Nachbehandlung erforderlich. Das Formteil gewährleistet das Aufblasen des Absorbers zu der gewünschten Form in einem einzigen Arbeits gang. Eine Zeit- und damit kostenaufwendige Nachbehandlung des Absorbers ist somit nicht erforderlich.

Vorteilhafterweise kann weiterhin vorgesehen sein, daß das verwendete Formteil Bereiche aufweist, die als Punkt-Schweiß elektroden beim Verbinden der Absorber-Flächenstücke verwendet werden. Auf diese Weise können zwei Arbeitsgänge zur Herstel lung des Absorbers innerhalb des Formteils durchgeführt werden. Ein gesondertes Anlegen oder Zuführen von Schweißelektroden ist somit nicht erforderlich. Sämtliche wesentlichen Herstellungs schritte für den Absorber lassen sich somit innerhalb des und mit dem Formteil realisieren, was zu einem hohen Automatisie rungsgrad führt.

Die Absorber-Flächenstücke bestehen aus geglühtem Metallblech, insbesondere aus Kupfer- oder Stahlblech.

Zur Optimierung der Strahlungsbilanz umfaßt das Herstellungs verfahren für den Absorber als letzten Schritt das Auftragen einer dunklen, vorzugsweise schwarzen Beschichtung auf den Absorber. Dadurch wird derjenige Anteil der auftreffenden Sonnenstrahlung, der von dem Absorber tatsächlich absorbiert wird, maximiert. Der von dem Absorber reflektierte Strahlungs anteil bleibt gering.

Hinsichtlich der geometrischen Ausgestaltung des Absorbers ist es beispielsweise möglich, die fluiddichte Verbindung mit einem mäanderförmigen Verlauf auszubilden. Eine durch den Absorber strömende Flüssigkeit kann damit auf eine besonders hohe Tem peratur aufgeheizt werden, was den Wirkungsgrad der Gesamtan ordnung verbessert.

Alternativ dazu kann vorgesehen sein, daß die fluiddichte Verbindung einen U-förmigen Verlauf aufweist, wobei die Ver bindung im Bereich der Schenkel der U-Form Mehrfachkanäle umfaßt, so daß der Strömungswiderstand für die durch den Absorber fließende Flüssigkeit reduziert ist.

In der nachfolgenden Beschreibung wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Dreiseitenansicht eines U-Profils;

Fig. 2 eine Explosionsansicht eines Moduls gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine Draufsicht eines Solarkollektors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 eine Dreiseitenansicht eines L-Profils gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 eine Draufsicht eines Solarkollektors gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 eine Explosionsansicht eines Moduls gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 eine Perspektivansicht eines Solarkollektors gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 eine Schnittansicht eines Solarkollektors gemäß einer vierten Ausführungsform;

Fig. 9 eine Explosionsansicht zweier Absorber-Flächenstücke mit einem Einlaß- und einem Auslaß-Verbindungsstück;

Fig. 10 die zu einem Absorber gemäß einer ersten Ausfüh rungsform verschweißten Absorber-Flächenstücke;

Fig. 11 die zu dem Absorber gemäß einer zweiten Ausfüh rungsform verschweißten Absorber-Flächenstücke;

Fig. 12 den fertigen Absorber gemäß der ersten Ausführungs form;

Fig. 13 eine fünfte Ausführungsform des Solarkollektors; und

Fig. 14 eine sechste Ausführungsform des Solarkollektors.

Fig. 1 zeigt eine Dreiseitenansicht eines U-Profils 10 mit insgesamt acht Ausklinkungen 12. Das U-Profil 10 ist derart ausgeklinkt, daß es zu einem rechteckförmigen U-Profilrahmen biegbar ist. Die Ausklinkungen 12 sind paarweise angeordnet, so daß das U-Profil 10 symmetrisch bezüglich seiner Längsmitten achse ist. Zwischen jeweils zwei paarweise angeordneten Aus klinkungen 12 erstreckt sich eine Biegeachse 13, 14. Die zwei inneren 13 und zwei äußeren 14 Biegeachsen sind jeweils den vier Ecken des vorgesehenen U-Profilrahmens zugeordnet. Die Biegeachsen 13 und 14 erstrecken sich senkrecht zur Längs mittenachse des U-Profils 10. Die Abstände zwischen zwei benachbarten Biegeachsen 13, 14 entsprechen Seitenlängen des vorgesehenen U-Profilrahmens. Das U-Profil 10 besteht vorzugs weise aus Aluminium oder dergleichen.

In Fig. 2 ist eine Explosionsansicht eines Moduls für einen Solarkollektor dargestellt. Das Modul ist zur Aufnahme in den U-Profilrahmen vorgesehen. Das Modul besteht aus einer schichtweisen Anordnung einer Rückwand 16, einer Wärmedämm platte 18, eines Absorbers 20 und einer Glasplatte 22. Die Außenabmessungen des Moduls sind geringfügig kleiner als die Innenabmessungen des vorgesehenen U-Profilrahmens. Bei der Montage des Solarkollektors ist vorgesehen, daß das Modul als Ganzes in den U-Profilrahmen eingefügt wird.

In Fig. 3 ist eine Draufsicht eines Solarkohlektors während der Montage dargestellt. Das Modul ist bereits im U-Profilrahmen 24 integriert. Der U-Profilrahmen 24 ist aus einem U-Profil 10 gebogen.

Die Reihenfolge der Montageschritte für den Solarkollektor wird nachfolgend beschrieben. Das U-Profil 10 wird zunächst um die beiden inneren Biegeachsen 13 um jeweils etwa 90° gebogen, so daß ein U-Profilrahmen 24 mit einer noch offenen Umfangsseite entsteht. Durch diese offene Umfangsseite wird das Modul in den U-Profilrahmen 24 eingeschoben. Das Modul wird dabei als Ganzes in den U-Profilrahmen 24 eingefügt, nachdem es durch schicht weises Anordnen der Rückwand 16, der Wärmedämmplatte 18, des Absorbers 20 und der Glasplatte 22 zusammengesetzt wurde. Danach erfolgt ein Biegen entlang der äußeren Biegeachsen 14, so daß ein geschlossener U-Profilrahmen 24 entsteht. Im An schluß werden die Stirnseiten des zu dem U-Profilrahmens 24 gebogenen U-Profils 10 miteinander verbunden. Dies kann durch Schweißen oder Anbringen einer Verbindungsplatte erfolgen. Die Verbindungsplatte kann angenietet oder angeschraubt werden. Der U-Profilrahmen 24 weist somit nur eine einzige Verbindungsnaht auf. Abschließend werden die Glasplatte 22 und die Rückwand 16 gegenüber dem U-Profilrahmen 24 abgedichtet. Dies kann bei spielsweise durch Einbringen einer zähflüssigen Dichtmasse erfolgen. Ebenso wäre es denkbar, eine Glasplatte 22 und/oder eine Rückwand 16 zu verwenden, die einen Dichtrahmen aus einem elastischen Material aufweisen.

In Fig. 4 ist eine Dreiseitenansicht eines L-Profils 30 für eine zweite Ausführungsform zur Herstellung des Solarkollektors dargestellt. Das L-Profil 30 weist ebenfalls 8 Ausklinkungen 31, 32 auf. An einem kürzeren Schenkel des L-Profils 30 befinden sich vier Ausklinkungen 31, die sich über die gesamte Länge des kürzeren Schenkels erstrecken. Am Ende des längeren Schenkels des L-Profils 30 befinden sich ebenfalls vier Aus klinkungen 32, die die gleichen Abmessungen wie die Ausklin kungen 31 am kürzeren Schenkel des L-Profils 30 aufweisen. Das L-Profil 30 entspricht somit dem in Fig. 1 dargestellten U- Profil 10, wobei ein Schenkel des U-Profils 10 um 90° nach außen umgeklappt ist. Das L-Profil 30 weist ebenfalls zwei innere 13 und zwei äußere 14 Biegeachsen auf. Die Biegeachsen 13, 14 erstrecken sich jeweils zwischen zwei gegenüberliegenden Ausklinkungen 31, 32 am kürzeren und am längeren Schenkel des L-Profils. Die Biegeachsen 13 und 14 erstrecken sich senkrecht zur Längsmittenachse des L-Profils 30.

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht der zweiten Ausführungsform des Solarkollektors während der Montage. Das Modul ist in einen L- Profilrahmen 34 eingefügt. An zwei Seiten sind der Fortsatz des längeren Schenkels des L-Profils 30 derart umgebogen, daß an diesen beiden Seiten ein U-Profil vorliegt. Wie bei der ersten Ausführungsform besteht das Modul aus einer Rückwand 16, einer Wärmedämmplatte 18, einem Absorber 20 und einer Glasplatte 22. Weiterhin weist die Glasplatte 22 am Randbereich ihrer Außen seite eine Dichtung 36 aus Gummi oder dergleichen auf.

Die Montage der zweiten Ausführungsform des Solarkollektors erfolgt mit den nachstehend genannten Schritten. Das L-Profil 30 wird an allen vier Biegeachsen 13, 14 um etwa 90° gebogen. Die stirnseitigen Enden des L-Profils 30 werden miteinander verbunden. Auf diese Weise entsteht der L-Profilrahmen 34. Das Modul wird nun senkrecht zur Rahmenebene in den L-Profilrahmen 34 eingefügt. Danach wird an allen vier Seiten der Fortsatz des längeren Schenkels des L-Profils 30 zum Rahmeninneren hin gebogen. Somit entsteht ein U-Profilrahmen wie bei der ersten Ausführungsform.

Die erste und zweite Ausführungsform unterscheiden sich in der Reihenfolge der Schritte und in der Bewegungsrichtung des Moduls beim Einfügen in den Rahmen. Bei der ersten Ausfüh rungsform erstreckt sich die Bewegungsrichtung des Moduls parallel zur Rahmenebene, während sie sich bei der zweiten Ausführungsform senkrecht zur Rahmenebene erstreckt. Die fertigen Solarkollektoren gemäß der ersten und zweiten Aus führungsform unterscheiden sich lediglich durch die Abdichtung von Glasplatte und/oder Rückwand. Das Herstellungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform ermöglicht das Anbringen einer Dichtung 36 im Randbereich der Glasplatte 22.

Fig. 6 zeigt ein Modul für eine dritte Ausführungsform des Solarkollektors. Das Modul besteht aus der Wärmedämmplatte 18 und dem Absorber 20.

In Fig. 7 ist eine Perspektivansicht des Solarkollektors gemäß der dritten Ausführungsform dargestellt. Der U-Profilrahmen 24 ist wie bei der ersten Ausführungsform hergestellt und ausge bildet. In dem U-Profilrahmen 24 befindet sich das Modul, das aus der Wärmedämmplatte 18 und dem Absorber 20 besteht. Die Rückwand 16 und die Glasplatte 22 werden außenseitig an den U- Profilrahmen 24 derart angeklebt, daß der U-Profilrahmen 24, die Rückwand 16 und die Glasplatte 22 ein geschlossenes qua derförmiges Gehäuse bilden. Das Verkleben der Glasplatte 22 und der Rückwand 16 mit dem U-Profilrahmen 34 erfolgt vorzugsweise mit Klebestreifen. Um eine Beschädigung der Glasplatte 22 zu vermeiden, wäre die Verwendung einer Glasplatte mit Rahmen oder mit kleinerem Umfang als beim Profilrahmen 24 denkbar.

In Fig. 8 ist eine vierte Ausführungsform des Solarkollektors in Schnittansicht dargestellt. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform lediglich dadurch, daß anstelle des U-Profils 10 ein F-Profil 40 verwendet wird. Dadurch entsteht ein F-Profilrahmen 44, der gegenüber dem U-Profilrahmen 24 einen zusätzlichen Profil abschnitt aufweist. Durch den Profilabschnitt weist der Rahmen einen Rand auf. In dem von dem Rand umschlossenen Bereich wird die Glasplatte 22 versenkt und schließt zur Umgebung eben ab. Diese vierte Ausführungsform hat gegenüber der dritten Aus führungsform den Vorteil, daß die Glasplatte 22 besser ge schützt ist. Das Herstellungsverfahren und der Solarkollektor gemäß der vierten Ausführungsform entsprechen in allen übrigen Aspekten der ersten Ausführungsform.

Fig. 9 zeigt eine Explosionsansicht der Einzelteile des Absor bers 20. Der Absorber 20 besteht demnach aus einem ersten Absorberblech 50, einem zweiten Absorberblech 52, einem Einlaßstutzen 54 und einem Auslaßstutzen 56.

Fig. 10 zeigt die miteinander verbundenen, insbesondere verschweißten Einzelteile des Absorbers 20. Die Absorberbleche 50 und 52 sind so miteinander verschweißt, daß vom Einlaß stutzen 54 zum Auslaßstutzen 56 ein mäanderförmiger Fluidkanal ausgebildet ist.

In Fig. 11 ist eine hierzu alternative Ausführungsform abge bildet. Der Fluidkanal erstreckt sich vom Einlaßstutzen 54 zum Auslaßstutzen 56 im wesentlichen U-förmig. Im Bereich der beiden Schenkel des U-förmigen Fluidkanals ist jeweils eine Mehrzahl zueinander paralleler Kanäle ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform weist der Fluidkanal einen geringeren Strö mungswiderstand auf.

In Fig. 12 ist der fertige Absorber gemäß der ersten Aus führungsform dargestellt. Der aufgeblasene, d. h. End-Zustand des Absorbers 20 wird dadurch erreicht, daß der Fluidkanal mit Innendruck beaufschlagt wird. Gemäß der Erfindung wird ein nicht dargestelltes Formteil verwendet, dessen Innenraum die Form des fertigen Absorbers 20 hat. Die Innenwände des Form teils dienen dabei als Anschlag beim Beaufschlagen des Fluid kanals mit Innendruck. Bereiche des Formteils werden dabei als Schweißelektroden zum Verbinden der beiden Absorberbleche 50, 52, des Einlaßstutzens 54 und des Auslaßstutzens 56 genutzt.

Die Reihenfolge der Herstellungsschritte für einen derartigen Absorber 20 sind nachfolgend aufgeführt. Das erste Absorber blech 50 und das zweite Absorberblech 52 werden parallel zueinander angeordnet, und der Einlaßstutzen 54 sowie der Auslaßstutzen 56 werden zwischen den Absorberblechen 50 und 52 eingefügt. Anschließend wird dieser Komplex von dem Formteil umschlossen. Diejenigen Bereiche des Formteils, die als Schweißelektroden vorgesehen sind, liegen an den Außenseiten der Absorberbleche 50 und 52 an. Durch Schweißen werden die Einzelteile miteinander verbunden. Dabei wird zwischen dem Einlaßstutzen 54 und dem Auslaßstutzen 56 der mäanderförmige beziehungsweise U-förmige Fluidkanal ausgebildet. Anschließend wird der Fluidkanal mit einem Innendruck beaufschlagt, wobei die Innenwände des Formteils als Anschlag für die Außenseiten der beiden Absorberbleche 50 und 52 wirken. Zuletzt wird der Absorber 20 mit einer dunklen, insbesondere schwarzen Beschichtung versehen.

Durch die Verwendung des Formteils mit integrierten Schweiß elektroden können zwei Arbeitsgänge in ein und derselben Vor richtung durchgeführt werden. Die Verwendung des Formteils hat den Vorteil, daß der Absorber 20 auch tatsächlich in der vor gesehenen Form ausgebildet wird. Ohne Formteil wären äußerst präzise und damit zeitaufwendige Schweißarbeiten erforderlich, damit der Absorber 20 nach der Innendruckbeaufschlagung auch die vorgesehene Form aufweist. Anderenfalls wären bei einer Abweichung von der vorgesehenen Form Nachbehandlungen am Absorber 20 erforderlich. Auch dies ist zeit- und kostenauf wendig.

Der vorgestellte Solarkollektor zeichnet sich durch eine einzige Verbindungsnaht in dem Profilrahmen aus, der die übrigen Einzelteile in Umfangsrichtung umschließt. Bei der Herstellung des Absorbers 20 werden die beiden wesentlichen Herstellungsschritte, nämlich das Verschweißen und das Auf blasen derart zusammengefaßt, daß der Absorber nur einmal in das Formteil eingebracht werden muß. Unmittelbar hintereinander können eine elektrischen Spannung zum Schweißen und Druckluft oder dergleichen zur Innendruckbeaufschlagung angelegt werden.

Fig. 13 zeigt eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Solarkollektors. Die fünfte Ausführungsform entspricht im wesentlichen der ersten Ausführungsform, wobei der Solarkol lektor zusätzlich eine Zwischenplatte 58 und einen Luftkanal 60 aufweist. Der U-Profilrahmen 24 umschließt das Modul, welches schichtweise aus der Rückwand 16, der Zwischenplatte 58, der Wärmedämmplatte 18, dem Absorber 20 und der Glasplatte 22 besteht. Zwischen der Rückwand 16 und der Zwischenplatte 58 befindet sich ein Hohlraum. Auf der Höhe dieses Hohlraums befinden sich im U-Profilrahmen 24 an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Öffnung 62. Durch den Hohlraum und die beiden Öffnungen 62 wird der Luftkanal 60 gebildet. Die beiden Öffnungen 62 weisen jeweils ein Ventil 64 auf.

Die Ventile 64 werden jeweils durch einen Thermostat gesteuert. Auf diese Weise kann bei Bedarf die Unterseite des Solarkol lektors durch einen Luftaustausch gekühlt werden. Die unterhalb der Wärmedämmplatte 18 sich befindenden Teile des Solarkollek tors sowie das Dach, auf dem der Solarkollektor montiert ist, heizen sich oftmals sehr stark auf. Diese Hitzeentwicklung ist meist unerwünscht und kann nicht genutzt werden. Der Luftkanal 60 wirkt dieser Hitzeentwicklung entgegen. Für den Luftkanal 60 sind lediglich eine Zwischenplatte 58, wenigstens zwei Öffnun gen 62 und der Hohlraum erforderlich. Somit läßt sich diese Kühlvorrichtung mit einfachsten Mitteln erstellen. Auch das Ventil 64 mit Thermostat läßt sich auf einfache Weise ausbilden und ist somit kostengünstig.

In Fig. 14 ist eine sechste Ausführungsform des Solarkollektors dargestellt. Die sechste Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, daß die Wärmedämmplatte 18 keilförmig ausgebildet ist und der Absorber 20 gegenüber dem U- Profilrahmen 24 um einen Winkel α geneigt ist. Im übrigen ent spricht die sechste Ausführungsform der ersten Ausführungsform.

Im Hinblick auf den Sonneneinstrahlungswinkel ist für den Absorber 20 ein vorbestimmter Anstellwinkel erwünscht, um den Wirkungsgrad des Solarkollektors zu optimieren. In den meisten Fällen weicht jedoch der gewünschte Anstellwinkel α des Absorbers 20 aus bautechnischen Gründen vom Neigungswinkel des Daches ab, auf dem der Solarkollektor installiert werden soll. Diese Abweichung kann mindestens teilweise mit dem Solarkol lektor gemäß der sechsten Ausführungsform kompensiert werden. Die fünfte Ausführungsform mit dem Luftkanal 60 und die sechste Ausführungsform mit dem Anstellwinkel α des Absorbers 20 können auch miteinander kombiniert werden. Ebenfalls können der Luft kanal 60 und/oder der Anstellwinkel α auch mit den Solarkol lektoren gemäß den Ausführungsformen 2 bis 4 gemeinsam ausge führt werden.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Solarkollektors, welches folgende Schritte umfaßt:

1. Ausklinken eines U-Profils (10) an vorbestimmten Stellen (12) derart, daß das U-Profil (10) zu einem geschlossenen U-Profilrahmen (24) biegbar ist;
2. schichtweises Anordnen einer Rückwand (16), einer Wärme dämmplatte (18), eines Absorbers (20) und einer Glasplatte (22) zu einem Modul;
3. Biegen des U-Profils (10) an zwei inneren Biegeachsen (13) um etwa 90° zu einem an der Umfangsseite offenen U-Profil rahmen (24);
4. Einschieben des Moduls in den U-förmigen U-Profilrahmen (24), so daß der U-Profilrahmen (24) das Modul über drei Umfangsseiten umschließt;
5. Biegen des U-Profils (10) an zwei äußeren Biegeachsen (14) um etwa 90°, so daß der U-Profilrahmen (24) das Modul an vier Umfangsseiten umschließt; und
6. Verbinden der Stirnseiten des U-Profils (10) miteinander.

2. Verfahren zum Herstellen eines Solarkollektors, welches folgende Schritte umfaßt:

1. Ausklinken eines L-Profils (30) an vorbestimmten Stellen (31, 32) derart, daß das L-Profil (30) zu einem geschlos senen U-Profilrahmen (24) biegbar ist;
2. Biegen des L-Profils (30) zu einem entlang den Umfangs seiten geschlossenen L-Profilrahmen;
3. Verbinden der Stirnseiten des L-Profils (30) miteinander;
4. schichtweises Anordnen einer Rückwand (16), einer Wärme dämmplatte (18), eines Absorbers (20) und einer Glasplatte (22) zu einem Modul;
5. Einschieben des Moduls in den L-Profilrahmen, so daß die Bestandteile des Moduls parallel zur Rahmenebene liegen; und
6. Biegen des L-Profilrahmens zu einem U-Profilrahmen (24), so daß das Modul formschlüssig in dem U-Profilrahmen (24) eingefaßt ist.

3. Verfahren zum Herstellen eines Solarkollektors, welches folgende Schritte umfaßt:

1. Ausklinken eines U-Profils (10) an vorbestimmten Stellen derart, daß das U-Profil (10) zu einem geschlossenen U- Profilrahmen (24) biegbar ist;
2. schichtweises Anordnen einer Wärmedämmplatte (18) und eines Absorbers (20) zu einem Modul;
3. Biegen des U-Profils (10) an zwei inneren Biegeachsen (13) um etwa 90° zu einem an einer Umfangsseite offenen U- Profilrahmen;
4. Einschieben des Moduls in den U-Profilrahmen, so daß der U- Profilrahmen (24) das Modul über drei Umfangsseiten umschließt;
5. Biegen des offenen U-Profilrahmens an zwei äußeren Biegeachsen (14) um etwa 90° zu einem geschlossenen U- Profilrahmen (24);
6. Verbinden der Stirnseiten des U-Profils (10) miteinander; und
7. Ankleben einer Glasplatte (22) und einer Rückwand (16) an oder auf den U-Profilrahmen (24), so daß ein geschlossenes quaderförmiges Gehäuse ausgebildet wird, wobei die Glas platte (22) dem Absorber (20) und die Rückwand (16) der Wärmedämmplatte (18) zugeordnet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbinden der stirnseitigen Enden stoffschlüssig erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbinden der stirnseitigen Enden durch Befestigen einer Verbindungsplatte im Bereich der beiden Enden erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigen der Verbindungsplatte durch Annieten oder Verschrauben erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zusätzlich folgende Schritte umfaßt:

1. Ausbilden von wenigstens zwei Öffnungen (62) im U-Profil (10) beziehungsweise im L-Profil (30), die an gegen überliegenden Seiten des U- beziehungsweise L-Profilrahmens (24) vorgesehen sind; und
2. Beabstanden der Wärmedämmplatte (18) von der Rückwand (16), so daß ein Luftkanal (60) zwischen den wenigstens zwei Öffnungen (62) ausgebildet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Beabstanden der Wärmedämmplatte (18) von der Rückwand (16) durch Anordnen von Abstandselementen zwischen Wärmedämmplatte (18) und Rückwand (16) erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Beabstanden der Wärmedämmplatte (18) von der Rückwand (16) durch Anlegen einer Zwischenplatte (58) an die dem Absorber (20) abgewandte Seite der Wärmedämmplatte (18) erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Beabstanden der Wärmedämmplatte (18) von der Rückwand (16) durch Anordnen einer vorgefertigten Formplatte durchgeführt wird, wobei die Formplatte wenigstens einen parallel zur Plattenebene sich erstreckenden Luftkanal (60) aufweist, der sich zwischen den Öffnungen (62) erstreckt.

11. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch den Schritt:

1. Bestücken wenigstens einer Öffnung (62) mit einem Ventil (64).

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens den Ventilen (64) ein Thermostat zur Steuerung zugeordnet ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das U-Profil (10) beziehungsweise das L-Profil (30) aus Aluminium besteht.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenabmessungen des Moduls geringfügig kleiner als die Innenabmessungen des U-Profilrahmens (24) sind.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (20) mit einem vorbestimmten Neigungswinkel (α) gegenüber der Rahmenebene des U-Profilrahmens angeordnet wird.

16. Verfähren nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Verkleben der Glasplatte (22) und/oder der Rückwand (16) mit einem Klebeband erfolgt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des U-Profils (10) ein F-Profil verwendet wird, und die Glasplatte (22) derart an den F-Profilrahmen geklebt wird, daß der zusätzliche Profilabschnitt die Glasplatte (22) seit lich umschließt.

18. Verfahren zum Herstellen eines Absorbers (20) für einen Solarkollektor, insbesondere zur Verwendung für ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das Verfahren zum Herstellen des Absorbers (20) folgende Schritte umfaßt:

1. paralleles Aneinanderlegen zweier Absorber-Flächenstücke (50, 52);
2. Einfügen eines Einlaßstutzens (54) und eines Auslaßstutzens (56) in den Randbereich zwischen den Absorber-Flächen stücken (50, 52);
3. Verbinden der Absorber-Flächenstücke (50, 52) miteinander, so ein fluiddichter Verbindungskanal (Fluidkanal) zwischen dem Einlaßstutzen (54) und dem Auslaßstutzen (56) ausge bildet wird; und
4. Beaufschlagen des Verbindungskanals mit einem Innendruck, so daß die Querschnittsfläche des Verbindungskanals erhöht wird;

dadurch gekennzeichnet, daß
ein Formteil mit einem Innenraum verwendet wird, der in etwa die vorgesehene Form des Absorbers (20) aufweist und dessen Innenwände als Anschlag für die Absorberflächenstücke (50, 52) beim Beaufschlagen mit Innendruck verwendet werden.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil Bereiche aufweist, die als Schweißelektroden beim Verbinden der Absorber-Flächenstücke (50, 52) verwendet werden.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorber-Flächenstücke (50, 52) aus Metallblech bestehen.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorber-Flächenstücke (50, 52) aus Kupfer- oder Stahlblech bestehen.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbinden der Absorber-Flächenstücke (50, 52) durch Punktschweißen erfolgt.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zusätzlich als letzten Schritt umfaßt:

1. Auftragen einer dunklen, vorzugsweise schwarzen Beschich tung auf den Absorber (20).

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidkanal mit einem mäanderförmigen Verlauf ausgebildet wird.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidkanal mit einem U-förmigen Verlauf ausgebildet wird, wobei der Fluidkanal im Bereich der Schenkel der U-Form parallele Mehrfachkanäle aufweist.

26. Solarkollektor, dadurch gekennzeichnet, daß der Solarkollektor nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 25 hergestellt ist.