DE19853913A1

DE19853913A1 - Sonnenkollektor

Info

Publication number: DE19853913A1
Application number: DE19853913A
Authority: DE
Inventors: Holger Reichardt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-11-23
Filing date: 1998-11-23
Publication date: 2000-05-25

Abstract

Bekannte Sonnenkollektoren sind teuer, besitzen nur eine realtiv geringe Lebensdauer und sind in den Anwendungsfällen eingeschränkt. DOLLAR A Es wird daher ein Sonnenkollektor vorgeschlagen, dessen Gehäuse (1) mit einem aus einem Flügelrahmen (12) und einer Glasscheibe (2) bestehenden Fensterflügel verbunden ist. DOLLAR A Ein solcher Sonnenkollektor kann auf dem Dach eines Gebäudes montiert oder mit einem am Gebäude vorhandenen Fensterflügel in der Art kombiniert sein, daß sich das Gehäuse (1) im Inneren des Raumes befindet. DOLLAR A Der Sonnenkollektor kann über einen vorhandenen Heizkörper direkt mit der Heizungsanlage des Hauses verbunden sein und/oder mittels Lufteintrittsöffnungen (20) und Luftaustrittsöffnungen (21) eine zusätzliche Konvektorfunktion übernehmen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sonnenkollektor der aus einem isolierten Gehäuse mit einer wasserführen den Leitung und einer Absorberfläche und einer transpa renten Abdeckung besteht.

Sonnenkollektoren dieser Art sind Teile einer Anlage zur Gewinnung von Sonnenenergie und zur Umwandlung in Wärme energie. Eine solche Anlage besteht in der Regel einer seits aus einem Wärmespeicher mit einem Wärmetauscher und andererseits aus einem oder mehreren Sonnenkollekto ren. Der Wärmetauscher des Wärmespeichers und die Son nenkollektoren sind unter Hinzuschaltung einer Umwälz pumpe über einen Wasserkreislauf miteinander verbunden. Das durch die Sonnenenergie erwärmte Wasser wird zum Wärmetauscher transportiert, erwärmt die dort gespei cherte Flüssigkeit, kühlt sich dabei ab und gelangt mit dem abgesenkten Temperaturniveau wieder zu den Sonnen kollektoren, wo es wieder erwärmt wird.

Sonnenkollektoren sind in der Regel als Flachkörper aus gebildet und bestehen aus einem zum Boden und zu den Seitenwänden isolierten Grundkörper, der zur Oberseite mit einer transparenten Abdeckung versehen ist. In der Regel wird eine Glasplatte verwendet. Der Grundkörper des Sonnenkollektors besitzt einen Wasserzulaufanschluß und einen Wasserablaufanschluß, die innerhalb des Gehäu ses über eine meist schlangenförmig gewundene Wasserlei tung verbunden ist. Die Windungen der Wasserleitungen sind durch Plattenteile meist vollflächig verbunden und bilden so eine geschlossene Absorberfläche. Zur Erhöhung der Absorberleistung ist die Absorberfläche beschichtet ausgeführt.

Ein solcher Sonnenkollektor ist beispielsweise in der DE 295 21 277 U1 beschrieben. Dieser Sonnenkollektor be steht in seinem Gehäuse in der Hauptsache aus einem pro filen, zusammensteckbaren Rahmen, der am unteren Rand Halteschenkel und am oberen Rand eine umlaufende Nut zur Aufnahme der Glasscheibe besitzt. Die Glasscheibe wird seitlich in diese Nut eingeschoben und dann dichtend verklebt.

Dieser Sonnenkollektor hat Nachteile. So sind die Mate rialkosten zu hoch, da für den Rahmen des Gehäuses spe zielle und komplizierte Profilleisten erforderlich sind. Dazu verlangt dieser Sonnenkollektor einen hohen Monta geaufwand für die Rahmenteile und insbesondere für die Glasscheibe. Besonders aufwendig ist die Montage der Glasscheibe, da sie seitlich unter ständiger Bruchgefahr eingeschoben und anschließend in langwieriger Handarbeit verklebt und abgedichtet werden muß. Dieser Montageauf wand verteuert den Sonnenkollektor in unvertretbarer Weise.

Sonnenkollektoren sind grundsätzlich im Freien aufge stellt und befinden sich entweder auf dem Dach eines Ge bäudes oder auf einem Sondergestell. In beiden Fällen ist ein erheblicher Montageaufwand erforderlich. Deswei teren sind die Sonnenkollektoren naturgemäß der Witte rung ausgesetzt und müssen dementsprechend aus dafür tauglichen Materialien bestehen. Diese Materialien sind in der Regel sehr teuer. Trotzt der Verwendung hochwer tiger Materialien ist die Lebensdauer verhältnismäßig gering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Kosten bei einem Sonnenkollektor der vorliegenden Gattung zu verringern und gleichzeitig die Lebensdauer zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Zweckdienliche Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 7.

Die Erfindung beseitigt die genannten Nachteile des Standes der Technik.

Die Verbindung eines Kollektorgehäuses mit einem her kömmlichen Fensterflügel spart im erheblichen Maße an Kosten, da der Aufwand für die Herstellung und der Auf wand für die Montage reduziert wird.

Das ist darauf zurückzuführen, daß fertige und vorhande ne Fenster auf Grund ihrer hohen Stückzahl preiswert sind und speziell angefertigte Fensterflügel in einer einfachen und damit preiswerten Ausführung hergestellt werden können. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der vorgeschlagenen lösbaren Verbindungsart von Gehäuse und Fensterflügel, die auch die Wartung und Reparatur des Sonnenkollektors ermöglicht.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn dieses Federelement als eine umlaufende Formleiste oder aus mehreren einzel nen Formleisten besteht. Dabei muß jede Formleiste so ausgebildet sein, daß sie eine entsprechende Abstützung am Flügelrahmen findet. Diese Abstützung ist vorteilhaf ter Weise eine Nut. Es versteht sich, daß an Stelle der elastischen Formleiste auch ein oder mehrere anders ge artete Federelemente z. B. aus Federstahl verwendet wer den können.

Von besonderem Vorteil ist, daß der erfindungsgemäße Sonnenkollektor auf vielfältige Weise einsetzbar und an wendbar ist. So kann dieser Sonnenkollektor in herkömm licher Weise auf dem Dach eines Gebäudes oder auf einem gesonderten Gestell montiert sein.

Der Sonnenkollektor kann aber auch mit dem Fensterflügel eines vorhandenen Fensters in der Art komplettiert sein, daß das Gehäuse auf der Innenseite des Fensterflügels, also im Innenraum eines Gebäudes angebracht ist. Das schützt den Sonnenkollektor vor Witterungseinflüssen und macht ihn langlebig. Dabei kann das Fenster ein Wandfen ster oder auch ein Dachaufliegefenster sein.

Bei einer entsprechenden flexiblen Ausführung des Son nenkollektorgehäuses kann das Gehäuse je nach Wahl und Erfordernis, z. B. der Sonne folgend, wechselweise an mehreren Fenstern angebracht werden.

Vorteilhaft ist es, wenn unterhalb eines vorhandenen Fensters eine zusätzliche Fensteröffnung geschaffen wird und Sonnenkollektor in diese Wandöffnung eingesetzt wird. Der Aufwand ist gering und auch bautechnisch gün stig, da die Statik des Gebäudes nicht beienflußt wird. Bei einer solchen Anwendung bleibt auch die Gesamtgröße der Fensterfläche des betreffenden Raumes erhalten. Von Vorteil ist auch, wenn die wasserführenden Leitungen des Gehäuses über einen in der Nähe befindlichen Heiz körper mit der vorhandenen Heizungsanlage verbunden wird. Das reduziert den anlagentechnischen Aufwand. Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn im Gehäuses tie ferliegende Lufteintrittsöffnungen und höherliegende Luftaustrittsöffnungen vorhanden sind, die eine Luftzir kulation der Raumluft bewirken und zur Erwärmung des Raumes beitragen. Dadurch ergibt sich ein kombinierter Sonnenkollektor/Konvektor.

Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausfüh rungsbeispieles näher erläutert werden.

Dazu zeigen

Fig. 1 eine teilweise Schnittdarstellung durch einen Sonnenkollektor und

Fig. 2 der Sonnenkollektor in einem besonderen Einsatzfall.

Nach der Fig. 1 besteht der Sonnenkollektor aus einem Gehäuse 1 und einer transparenten Scheibe 2, vorzugswei se einer Glasscheibe. Das Gehäuse 1 ist kastenförmig mit einer Bodenwand 3 und mit Seitenwänden 4 ausgebildet und besitzt eine an der Abdeckungsseite umlaufende Auflage falz 5. Die Bodenwand 3 und die Seitenwände 4 sind auf den Innenseiten mit einem Dämmstoff 6 ausgekleidet. Im Innenraum des Gehäuses 1 befindet sich eine schlangen förmig angelegte wasserführende Leitung 7, die mit Plat ten 8 untereinander verbunden ist und so eine geschlos sene Absorberfläche 9 ausbildet.

Erfindungsgemäß ist das komplette Gehäuse 1 mit einem herkömmlichen Fensterflügel verbunden. Ein solcher Fen sterflügel ist bereits mit einer Glasscheibe 2 ausgerü stet, die eine Außenfläche 10 und eine Innenfläche 11 besitzt und in einem umlaufenden Flügelrahmen 12 einge faßt ist. Dazu ist der Flügelrahmen 12 mit einer umlau fenden Leibung 13 und einem umlaufenden Anschlag 14 für die Glasscheibe 2 ausgebildet, wobei die Außenseite 10 der transparenten Scheibe 2 mit der inneren Fläche des Anschlags 14 in Anlage und zwischen der transparenten Scheibe 2 und dem Anschlag 14 des Flügelrahmens 12 eine Dichtung 15 angeordnet ist. Die Innenseite 11 der trans parenten Scheibe 2 kommt mit der umlaufenden Auflagefalz 5 des Gehäuses 1 zur Anlage.

Im umlaufenden Freiraum zwischen der Leibung 13 des Flü gelrahmens 12 und der Seitenwand 4 des Gehäuses 1 sind mehrere Federelemente 16 eingepaßt, die sich an der Lei bung 13 des Flügelrahmens 12 abstützen und Druck auf die Unterseite der Auflagefalz 5 des Gehäuses 1 und damit auf die Glasscheibe 2 ausübt. Jeder Seitenwand 4 des Ge häuses 1 sind mindestens ein Federelement 16 zugeordnet. Das Federelement 16 ist als Leiste ausgebildet und be steht aus einem elastischen Material, vorzugsweise aus Kunststoff und besitzt auf der der Leibung 13 zugewand ten Seite eine umlaufende Nase 17, die in eine Nut 18 des Flügelrahmens 12 formschlüssig eingreift und auf der gegenüberliegenden Seite eine konische Fläche, die in der Höhe der Nase 17 einen Freiraum 19 zur Seitenwand 4 des Gehäuses 1 für die Ausweichbewegung des Federelemen tes 16 ausbildet.

Der Sonnenkollektor besteht somit nur aus wenigen Ele menten und kann in einem ersten Anwendungsfall in einfa cher Weise auf einem Dach oder auf einem speziellen Ge stell montiert werden. Dazu wird zunächst das komplette Gehäuse 1 auf dem Montageuntergrund aufgesetzt und befe stigt. Danach wird die transparente Scheibe 2 auf die umlaufende Auflagefalz 5 abgelegt und der Flügelrahmen 12 über die transparente Scheibe 2 gestülpt.

Anschließend werden die Federelemente 16 einzeln und nacheinander in den Freiraum zwischen dem Flügelrahmen 12 und der Seitenwand 4 des Gehäuses eingeschoben, bis die Nase 17 gegen die äußere Kante der Leibung 13 stößt. Durch einen seitlichen, zum Gehäuse 1 gerichteten Druck auf das Federelement 16 verformt sich das Federelement 16 in dem erforderlichen Maße, daß die Nase 17 die Kante der Leibung 13 überwindet und bei nachfolgender Ver schiebung des Federelementes 16 in die passende Nut 18 des Flügelrahmens 12 einrastet. In dieser Position liegt die Fläche des Federelementes 16 unter Druck an der Auf lagefalz 5 an und preßt die Auflagefalz 5 an die Innen seite 11 der transparenten Scheibe 2.

In einem anderen Anwendungsfall kann aber auch das kom plette Gehäuse 1 mit einem am Gebäude bereits vorhande nen Fenster zu einem Sonnenkollektor komplettiert wer den. Dieses Fenster kann ein normales Wandfenster oder vorzugsweise ein Dachaufliegefenster sein. Dazu wird die innenliegende Glasleiste des Fensters abgenommen und das Gehäuse 1 von innen an die Fensterscheibe des vorhande nen Fensters gesetzt. Danach wird in der weiter oben be reits beschriebenen Art eine als Federelement 16 ausgebildete Glasleiste eingesetzt und damit das Gehäuse 1 an dem vorhandenen Fenster befestigt.

Wie die Fig. 2 zeigt, kann in besonderer Weise die Bo denwand 3 des Gehäuses 1 mit tieferliegenden Luftein trittsöffnungen 20 und höherliegenden Luftaustritts öffnungen 21 ausgerüstet sein. Vorzugsweise die Luftaus trittsöffnungen 21 weisen dazu eine Verstelleinrichtung für die Veränderung des Öffnungsquerschnittes auf. Diese Verstelleinrichtung kann ein Schieber, eine Klappe, meh rere Lamellen oder ähnliches sein. In dieser Ausführung stellt das Gehäuse 1 in Verbindung mit einem Wandfenster eine Kombination von Sonnenkollektor und einem Konvektor dar, da einerseits in der bekannten Art das Wasser in der Leitung 7 erwärmt und andernorts genutzt wird und andererseits die durch die Lufteintrittsöffnungen 20 eintretende Raumluft erwärmt und durch Zirkulation dem Raum zugeführt wird.

Die Fig. 2 zeigt einen weiteren Anwendungsfall für einen reinen Sonnenkollektor oder für einen kombinierten Son nenkollektor/Konvektor.

Dazu befindet sich unterhalb eines vorhandenen Fensters 22 eine zusätzliche Wandöffnung 23. Die Realisierung ei ner solchen zusätzlichen Wandöffnung 23 ist sowohl beim Altbau als auch beim Neubau leicht möglich, da der Auf wand relativ gering ist und die Statik des Gebäudes da durch nicht beeinträchtigt wird. In diese Wandöffnung 23 wird ein normales Fenster mit einem Flügelrahmen 12 und einer Glasscheibe 2 eingesetzt und mit dem Flügelrahmen 12 des darüber befindlichen Fensters in herkömmlicher Weise verbunden. An den Flügelrahmen 12 des unteren Fen sters wird dann ein komplettes Gehäuse 1 in der vorher beschriebenen Art angesetzt.

Mit der Anordnung eines Sonnenkollektors/Konvektors an vorbeschriebener Stelle ist der Sonnenkollektor/Konvek tor für die Konvektorfunktion optimal platziert.

Aufstellung der Bezugszeichen

1

Gehäuse

2

Glasscheibe

3

Bodenwand

4

Seitenwand

5

Auflagefalz

6

Dämmstoff

7

wasserführende Leitung

8

Platte

9

Absorberfläche

10

Außenfläche

11

Innenfläche

12

Flügelrahmen

13

Leibung

14

Anschlag für Glasscheibe

15

Dichtung

16

Federelement

17

Nase

18

Nut

19

Freiraum

20

Lufteintrittsöffnung

21

Luftaustrittsöffnung

22

Fenster

23

Wandöfnung

Claims

1. Sonnenkollektor, bestehend aus einem Gehäuse (1) mit einer wasserführenden Leitung (7) und einer Absor berfläche (9) und einer transparenten Abdeckung, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mit einem aus einem Flügelrahmen (12) und einer Glasscheibe (2) bestehenden Fensterflügel verbunden ist.

2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Gehäuse (1) eine nach außen gerichtete Auflagefalz (5) besitzt, auf der die Glasscheibe (2) des Fensterflü gels mit ihrer Innenseite (11) abgelegt ist und
- in dem Freiraum zwischen dem Flügelrahmen (12) des Fensterflügels und der Seitenwand (4) des Gehäuses (1) an Stelle der Glasleiste mehrere sich am Flügelrahmen (12) abstützende und den Auflagefalz (5) gegen den äuße ren Anschlag (14) des Flügelrahmens (12) belastende Fe derelemente (16) eingesetzt sind.

3. Sonnenkollektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (16) als eine oder mehrere Leisten aus einem elastischen Material ausgebildet sind, die auf der Seite des Flügelrahmens (12) jeweils eine, in eine Nut (18) des Flügelrahmens (12) eingreifende Nase (17) und auf der Seite des Gehäu ses (1) eine konische, einen Freiraum (19) ausbildende Fläche besitzen.

4. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mit der In nenseite des Fensterflügels eines vorhandenen Wandfen sters oder eines Dachaufliegefensters verbunden ist.

5. Sonnenkollektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb eines vorhandenen Fensters (22) ein zusätzliche Wandöffnung (23) besteht, in die ein Fensterflügel mit einem Gehäuse (1) einge setzt ist.

6. Sonnenkollektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserführende Leitung (7) des Gehäuses (1) mit einem nahegelegenen Heizkörper einer Heizungsanlage verbunden ist.

7. Sonnenkollektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) ein oder mehrere tieferliegende Lufteintrittsöffnungen (20) und ein oder mehrere höherliegende Luftaustrittsöffnungen (21) besitzt.