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Die
Erfindung betrifft einen Kollektormontagesockel, insbesondere für die Montage
von Kollektoren auf Flachdächern.
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Vorrichtungen
zur Montage von Kollektoren auf Flachdächern sind in unterschiedlichsten
Ausführungsformen
bekannt. Meist werden s.g. Aufständerungen
eingesetzt. Dies sind auf dem Flachdach in der Regel lose aufgesetzte
Metallkonstruktionen, auf denen die Kollektoren montiert werden.
Der Aufbau samt Kollektoren muss gegen Windkräfte gesichert werden. Hierzu
wird die Ständerkonstruktion
mit zusätzlichen
Lasten beschwert. Durch dieses Gewicht wird die Dachkonstruktion
extrem belastet. Bei Altdächern
muss oftmals wegen der mangelnden Dachstatik gar von einer Nutzung
für Kollektoren
Abstand genommen werden.
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Mit
der vorliegenden Erfindung soll erreicht werden, dass die durch
die Nutzung des Flachdachs mit Kollektoren notwendige Gewichtsbelastung
so gering wie möglich
gehalten wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
Kollektormontagesockel nach dem vorgeschlagenen Hauptanspruch gelöst.
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Gemäß der Erfindung
wird vorgeschlagen, dass der Kollektormontagesockel aus mindestens
einem Leichtbauelement gebildet ist. Bei nicht exponierten Lagen,
reicht oftmals das Eigengewicht des Kollektors aus, um sich gegen
Windkräfte
selbst zu sichern.
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Bevorzugt
besitzen die Leichbauelemente Mittel zur Befestigung auf dem Flachdach
und/oder zur Adaption mit benachbarten Leichtbauelementen. Diese
Mittel können
zur mechanischen Befestigung geeignet sein oder die Fixierung durch
die Beaufschlagung von Vakuum erfolgen. Dadurch wird die Dachauflast
minimiert. Das Eigengewicht der Montagesockel ist für statische
Belange nahezu vernachlässigbar.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass das Leichtbauelement als Hohlkörper ausgebildet
ist. Zum einen wird dadurch weiteres Materialgewicht eingespart.
Zum Anderen kann der Hohlkörper
als Vakuumraum genutzt werden, wenn zwischen ihm und dem Dachuntergrund
eine entsprechende Abdichtung vorgenommen wird. Für diese
Fixierung sieht die Erfindung ein Vakuumventil vor, das die Gehäusewand
durchsetzt und gegebenenfalls einzeln benutzt werden kann oder,
wenn keine Isolierung der einzelnen Elemente erwünscht ist, im Verbund eine
Vakuumpumpe angeschlossen wird.
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Bevorzugt
werden die Leichtbauelemente aus Kunststoff, Porenschaum, Recyclingmaterial,
gepressten Naturstoffen oder anderen geeigneten Mitteln hergestellt,
die ein entsprechendes geringes Eigengewicht besitzen. Hervorragend
eignen sich hierbei FKV's
d.h. Faserkunststoffverbunde. Eine besondere Rolle spielen dabei
die s.g. neuen Werkstoffe. Glas- Kohle- Aramid- oder Textilfaserstoffe,
die in Verbindung mit Duro- und/oder Thermoplasten zu äußerst leichten,
gut formbaren aber festen und eigensteifen Körpern verarbeitet werden können.
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Der
Sockelkorbus ist vakuumstabil ausgeführt. Ist das verwendete Material
an sich porös
oder luftdurchlässig,
so wird eine luftundurchlässige Schicht
eingebracht.
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Eine
besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
mit den Leichtbauelementen die zumindest teilweise miteinander adaptierbar
sind, ein Bausatz gebildet ist. Die Ausgestaltung der Einzelelemente
ermöglicht
eine Modulbildung, die eine uneingeschränkte Erweiterungsmöglichkeit über die
gesamte Dachfläche
gestattet. Hierzu besitzen die Leichtbauelemente Adaptionsmittel, mit
denen eine Verbindung untereinander z.B. reihenweise möglich ist.
Bevorzugt sind dies s.g. Possitiv/Negativ Ausprägungen am Gehäuse, wie
z.B. ein Zapfen des ersten Elementes, welches in eine Mulde des
benachbarten Elementes eingesetzt wird.
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Bevorzugt
besitzen die Leichtbauelemente eine Keilform. Damit kann zugleich
eine Neigung für die
Kollektorfläche
gebildet werden. Ebenso ist aus Windkraftgründen die Rückwand des Elementes, unter
Einschluss eines stumpfen Winkels zur unmittelbar anschließenden Dachfläche geneigt.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass das Leichtbauelement einen Befestigungsrand
besitzt. Dieser kann zur mechanischen Befestigung z.B. mit Kunststoffschraubkombinationen
genutzt werden, oder/und mit dem Dachuntergrund. D.h. der anzutreffenden
Dachabdichtung verschweißt
werden. Hierzu ist der Befestigungsrand bevorzugt aus dem Dachbahnenmaterial
beschaffen. Alternativ hierzu kann der Befestigungsrand auch einstückig mit
dem Leichtbauelement ausgebildet sein. Bei der mechanischen Befestigung
kann die Kunststoffschraubkombination entweder mit einer Folie überlappt
und diese verschweißt
werden oder mit einer auf der Kopfplatte der Kunststoffschraubkombination
adaptierbaren Abdichtplatte verschlossen werden.
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Energieleitungen
werden innerhalb der Elemente geführt, wozu entsprechende Kabeldurchführungen
vorgesehen sind. Gegebenenfalls werden Übergänge und Auslässe, sowie
Stoßkanten
entsprechend dicht verschlossen.
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Eine
besonders bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass der Kollektormontagesockel einen zwischen
den Wandteilen angeordneten im Kollektorinnenraum gelegenen Boden
besitzt. Bei abgenommenem Kollektor ist der Sockelinnenraum frei
zugänglich.
Der Kollertormontagesockel kann dann mit im Innenraum des Kollektormontagesockels
gelegenen, d.h. von den Wandseiten eingeschlossenen Boden auf dem
Flachdach mechanisch befestigt werden. Nach aufgesetztem Kollektor sind
die Montagestellen nicht mehr sichtbar.
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Bei
einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
vorgesehen, dass im Kollektormontagesockel eine mit einem Leitungssystem
in Verbindung stehende Transportzuleitung und/oder eine Abtransportleitung
integriert ist. Vorteilhafterweise ist dabei das Leitungssystem
mit einer Wärmetauscheranlage
gekoppelt. Erfahrungsgemäß entstehen
unterhalb des Kollektors hohe Temperaturen, die gegebenenfalls sich
auch auf die Leistungskapazität
des Kollektors auswirken können.
Die Erfindung sieht zum einen den Abtransport und damit die Temperatursenkung
vor und zum anderen die dabei hantierte Energie zur weiteren Nutzung
heranzuziehen. Das Leitungssystem kann dabei beispielsweise mit
Wasser gefüllt
sein, das Pumpen gesteuert einen Kreislauf durchfließt und die
gespeicherte Wärme
an geeigneten Einrichtungen abgibt.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der
nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
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Es
gibt verschiedene Möglichkeiten,
die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten
und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche und
andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispieles
der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit
der Erläuterung
des bevorzugten Ausführungsbeispieles
der Erfindung an Hand der Zeichnung, werden auch im Allgemeinen
bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.
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Anhand
der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden näher beschrieben.
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Dabei
zeigen:
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1 ein
Kollektormontagesockel, der aus einem Leichtbauelement gebildet
ist,
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2 eine
Seitenansicht des Kollektormontagesockels gemäß 1,
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3 eine
Draufsicht des Kollektormontagesockels gemäß 1,
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4 ein
Leichtbauelement als Teil eines Bausatzes in der Ausführungsform
für die
linke Seite des Kollektormontagesockels,
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5 eine
Seitenansicht des Leichtbauelements gemäß 4
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6 eine
Draufsicht des Leichtbauelements gemäß 4
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7 ein
Leichtbauelement als Teil eines Bausatzes in der Ausführungsform
als Mittelteil des Kollektormontagesockels,
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8 eine
Seitenansicht des Leichtbauelements gemäß 7
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9 eine
Draufsicht des Leichtbauelements gemäß 7
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10 ein
Leichtbauelement als Teil eines Bausatzes in der Ausführungsform
für die
rechte Seite des Kollektormontagesockels,
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11 eine
Seitenansicht des Leichtbauelements gemäß 10
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12 eine
Draufsicht des Leichtbauelements gemäß 10
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13 eine
perspektivische Darstellung eines montierten Bausatzes, bestehend
aus insgesamt vier Einzelelementen aus den Ausführungsformen gemäß 4 bis 12,
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14 das
in 2 mit „XIV" gekennzeichnete
Detail in einer Vergrößerung,
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15 ein
zur mechanischen Befestigung des Kollektormontagesockels geeignete
Kunststoffschraubkombination mit Abdichtplatte,
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16 eine
Variante der Ausbildung des Befestigungsrandes
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17 ein
Kollektormontagesockel mit innenliegendem Boden
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18 Kollektormontagesockel
mit einem Leitungssystem.
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Die 1 bis 3 zeigen
eine erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Kollektormontagesockels 1.
Er besteht aus einem Leichtbauelement 10 mit einem umlaufenden
Befestigungsrand 20. Bevorzugt besteht der Befestigungsrand aus
einem Folienmaterial, analog zum Material der mit 22 bezeichneten
Dachbahn, welche für
die Abdichtung des Flachdachs verwendet wurde. In diesem Bereich
wird der Kollektormontagesockel 1 mechanisch auf dem Flachdach
befestigt, indem z.B. ein Flächenbefestiger
mit einer Abdichtkappe verwendet wird. Hierzu wird eine Kunststoffschraubkombination 23 gemäß 15 verwendet,
die aus einem Kunststoffhalter 24 mit Hohlschaft 26 und
angeformter runder Kopfplatte 25 sowie einer im Hohlschaft
versenkt aufgenommenen Schraube 27 besteht. Die Schraube
wird entsprechend des anzutreffenden Dachuntergrundes gewählt. Meist
ist dies ein Stahltrapezblech. Gegebenenfalls wird die Kunststoffschraubkombination
auch mit einem Dübelvorsatz
bestückt, wenn
der Dachuntergrund z.B. aus Beton besteht. Nachdem die Schraube
im Dachuntergrund verankert ist, wird die Kopfplatte mit einer Abdichtplatte 3 adaptiert,
die, bevorzugt mittels einem Quellschweißmittel mit dem Befestigungsrand
verklebt wird. Der Befestigungsrand 20 besitzt einen aufragenden
Kragen 28, der in einer außenseitigen Mulde 12 der Stirnwand 11 des
Leichtbauelementes 10 einliegt und verklebt ist, wie dies
in 14 im Detail gezeigt ist. Alternativ hierzu zeigt 16,
wie an der Stirnwand 11a der Befestigungsrand angeformt
ist. Das Leichtbauelement 10 besitzt eine Keilform, um
für die Absorbtionsfläche 40 des
Kollektors 41 eine Neigung zu bilden. Die Rückwand 42 des
Leichtbauelements 10 besitzt ebenfalls eine Neigung, wobei
zwischen dieser und der Dachfläche 43 ein
stumpfer Winkel „a" gebildet ist, um
das Element in seiner Formgebung günstig gegen Windeinflüsse zu gestalten.
In der Ausführungsform
gemäß den 1-3 ist
der Kollektor 41 in einem Bett 45 in der Gehäusedecke 46 aufgenommen.
Die Randseiten des Kollektors sind mit Dichtmasse versehen. Die
Energieleitungen sind durch einen Kanal 47 in den Hohlraum 48 des Leichtbauelementes 10 eingeführt. Die
Stirnwand 11 ist von einem Vakuumventil 50 durchsetzt.
Mit dieser Anordnung wird ermöglicht,
das Leichtbauelement mittels Unterdruck auf der Dachfläche zu fixieren,
wobei die Befestigungsränder
und Ein- und Auslassöffnungen
luftdicht abzuschließen
sind. Wenn auch das in 1-3 dargestellte
Leichbauelement 10 alleine den Kollektormontagesockel 10 bildet,
ist dieses zur Adaption mit weiteren Bausatzelementen vorbereitet.
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Ein
solch weiteres Leichtbauelement 10' ist in den 4 bis 6 dargestellt.
Der Befestigungsrand 20' verläuft über drei
Seiten. Auf der im Bild rechten Seite, an welche ein weiteres Element
adaptierbar ist, ist kein Befestigungsrand vorgesehen. In der Seitenwand 49 ist
hierzu ein in Form einer Mulde ausgebildetes Adaptionsmittel 30 vorgesehen.
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Das
in den 7 bis 9 dargestellte Leichtbauelement 10'' besitzt an seinen Seitenabschnitten
keine Befestigungsränder.
Dieses Bauteil wird als Mittelstück
eingesetzt. Befestigungsränder 20'' sind an der Stirnwand 44 und
an der Rückwand 42 vorgesehen.
Die Befestigungsränder 20'' besitzen auf der im Bild linken
Seite einen Überstand 71 um den
Befestigungsrand 20' des
benachbarten Leichtbauelementes 10' zu überlappen. Zum Zwecke der Verbindung
mir anderen Leichtbauelementen 10'und/oder 10''' besitzt das
Leichtbauelement 10'' auf seine dem
voran angeordneten Bauelement nahen Seitenwand 51 ein Adaptionsmittel 31 in
Form eines Zapfens, das exakt in das muldenförmige Adaptionsmittel 30 des
im Bild links benachbarten Bauelementes passt. Auf der gegenüberliegenden
Wandseite 52 besitzt das Leichtbauelement 10'' erneut ein Adaptionsmittel 30 in
Form einer Mulde. Von Den Leichtbauelementen 10'' können entsprechend der nutzbaren
Dachfläche
beliebig viele nebeneinander angereiht werden, bevor als Reihenabschluss
das Leichtbauelement 10''' gemäß den 10 bis 12 zum
Anschluss kommt.
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Die 13 zeigt
einen Kollektormontagesockel 1', bestehend aus den Leichtbauelementen 10', 10'' und 10'''. Die Elemente
sind wie bereits zuvor beschrieben miteinander adaptiert. Die Befestigungsränder 20', 20'' und 20''' überlappen
sich und sind mit den Kunststoffschraubkombinationen 23 mechanisch auf
dem Flachdach befestigt. Die Befestigungsstellen sind mit den Abdichtplatten 3 abgedeckt.
Die Kabelführung
erfolgt von den Kollektoren in den Hohlraum der Elemente und von
dort aus durch die Kabeldurchführungen
zum jeweils nächsten
Element. Wird die Fixierung mit Vakuum betrieben, werden die Elemente
hermetisch isoliert, um ein Vakuumaufbau zu ermöglichen.
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17 zeigt
einen Kollektormontagesockel 1 mit innenliegendem Boden 72.
In diesem Ausführungsbeispiel
befinden sich in den Eckbereichen den Boden 72 bildende
Ohren, durch welche hindurch die mit 23 bezeichnete Kunststoffschraubkombination
in den Dachuntergrund gesetzt und mit der Abdichtkappe 3 verschlossen
wird. Hierbei wird lediglich die Kunststoffschraubkombination geschlossen.
Die Dachbahn durchstochene Ebene kann gegen Feuchtigkeitseindrang
z.B. mit Maßnahmen
wie in den 1-16 beschrieben
ist, geschützt
werden.
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18 zeigt
die Kombination eines Kollektormontagesockels 1 mit einem
Leitungssystem 73. Die innerhalb der Gehäuse entstehenden
hohen Temperaturen können
gesenkt werden, indem das Leitungssystem 73 mit Zuführ- und
Abtransportleitungen 74 kommuniziert. Eine Pumpen- und
Wärmetauschereinheit 75 bildet
hierzu die geeignete Ergänzung
des Kreislaufsystems. Die Nutzung des Leitungsinhaltes kann verschiedenartig
sein. Neben der Anwendung eines Wärmetauschers ist auch die direkte
Nutzung als Brauchwasser sinnvoll.
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In
den Figuren sind die gleichen Elemente jeweils auch mit den gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet.
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- 1
- Kollektormontagesockel
- 1'
- Kollektormontagesockel
- 3
- Abdichtplatte
- 10
- Leichtbauelement
- 10'
- Leichtbauelement
- 10''
- Leichtbauelement
- 10'''
- Leichtbauelement
- 11
- Stirnwand
- 11a
- Stirnwand
- 12
- Mulde
- 20
- Befestigungsrand
- 20'
- Befestigungsrand
- 20''
- Befestigungsrand
- 20'''
- Befestigungsrand
- 22
- Dachbahn
- 23
- Kunststoffschraubkombination
- 24
- Kunststoffhalter
- 25
- Kopfplatte
- 26
- Hohlschaft
- 27
- Schraube
- 28
- Kragen
- 30
- Adaptionsmittel
- 31
- Adaptionsmittel
- 40
- Absorbtionsfläche
- 41
- Kollektor
- 42
- Rückwand
- 43
- Dachfläche
- 44
- Stirnwand
- 45
- Bett
- 46
- Gehäusedecke
- 47
- Kanal/Kabeldurchführungen
- 48
- Hohlraum
- 49
- Seitenwand
- 50
- Vakuumventil
- 51
- Seitenwand
- 52
- Wandseite
- 71
- Überstand
- 72
- Boden
- 73
- Leitungssystem
- 74
- Zu-
u./o. Abtransportleitung
- 75
- Pumpen-
und Wärmetauschereinheit