DE2711058A1

DE2711058A1 - Sonnenflachkollektor

Info

Publication number: DE2711058A1
Application number: DE19772711058
Authority: DE
Inventors: Siegfried Ing Grad Helm; Heinz Dr Schulz
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1977-03-14
Filing date: 1977-03-14
Publication date: 1978-09-28

Description

Sonnenflachkollektor
Die Erfindung bezieht sich auf einen Sonnenflachkollektor mit einem Radiator und einer strahlendurchlässigen Abdeckscheibe.
Derartige Kollektoren, die insbesondere auf Gebäudedächern angebracht werden, haben eine dem jeweiligen Herstellungsverfahren entsprechende Standardgröße, die um ein vielfaches kleiner ist als die infrage kommenden Dachflächen. Bei einer Eindeckung eines Daches mit derartigen Kollektoren entstehen Stöße, die durch aufwendige Abdichtungsarbeiten gegen das Eindringen von Regenwasser abgedichtet werden müssen. Hierzu werden entweder die Spalte mit einer wasserundurchlassigen Masse ausgefüllt oder die Kollektoren außen auf eine zusätzlich auf dem Dach aufgebrachte abdichtende Haut angeordnet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kollektor der eingangs genannten Art zu schaffen, der unter Vermeidung von aufwendigen Dichtungsarbeiten leicht herstellbar ist.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die einzelnen Bauelemente des Kollektors Strangprofile sind.
Derartige Bauelemente lassen sich in einem Arbeitsgang herstellen und können mühelos in allen im Hausbau vorkommenden Längen verwendet werden, so daß mit einem Kollektor jeweils die gesamte Länge des Daches stoßfrei eingedeckt werden kann. Derartige Kollektoren sind mit nur geringen und leichten Arbeitsgängen herstellbar und außerdem leicht und wasserdicht montierbar.
Durch seitlich an den strangextrudierten Bauelementen vorgesehene Längsprofile lassen sich die Kollektoren aneinandergereiht zu einer Dachhaut zusammenfügen.
Eine weitere fertigungstechnische Vereinfachung läßt sich dadurch erzielen, daß das Gehäuse des Kollektors aus einem extrudierten, lichtdurchlässigen Material, beispielsweise einem Kunststoff, hergestellt wird, bei dem die strahlendurchlässige Abdeckscheibe sowie Kanäle für ein Wärmeübertragungsmittel durch entsprechende Profilierung mit dem Gehäuse integriert sind. Hiermit ist der wesentliche Teil eines Kollektors mit nur einem Arbeitsgang herstellbar. Derartige Kollektoren haben außerdem die Vorteile geringen Gewichtes, der Hagelsicherheit und der Korrosionsbeständigkeit. Die Wärmeisolierung läßt sich in einer einfachen Weise durch Anbringen einer Isolierschicht an die Rückseite eines derartigen Gehäuses bewerkstelligen.
Der für einen Kollektor erforderliche Radiator wird durch die im dem Gehäuse integrierten Kanäle und darin enthaltendes Strahlenenergie absorbierendes Material gebildet. Das Absorptionsmedium kann erfindungsgemäß durch Innenbeschichtung der einzelnen Zellen oder durch Einschieben von geschwärzten Profilleisten oder Spänen angebracht werden. Es ist aber auch möglich, die Absorption durch Beimengen von fein verteilten Schwarzkörpern im Wärmeübertragungsmittel herbeizuführen.
Bei dem durch Strangextrusion hergestellten Gehäusen kann auch gleichzeitig an einer Längskante ein seitlich herausragendes Profil eingeschlossen werden, das ähnlich wie die normalen Dachpfannen durch Überlappung die Fugen zwischen zwei nebeneinanderstehenden Kollektoren überdeckt.
Schließlich werden die das Arbeitsmedium führenden Zellen mit an den Stirnseiten der Kollektoren angebrachten quergerichteten Sammelleitungen miteinander bzw. mit Sammelbehältern oder Heizkörpern verschaltet.
Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 das Ausführungsbeispiel und Fig. 2 bis 5 Einzelheiten des Ausführungsbeispieles.
In Fiq. 1 sind drei nebeneinander angeordnete Kollektoren 10 im Schnitt gezeigt, die im wesentlichen aus einem, in Fig. 2 näher gezeigten Grundkörper bzw. Gehäuse 11 und einer wärmeisolierenden Schicht 12 bestehen. Das Gehäuse 11 ist ein durch Extrusion hergestelltes, aus einem lichtdurchlässigen Material, wie z.B. Plexiglas, PVC, Acrylglas oder ähnlichen Material bestehendes Strangprofil. In diesem Gehäuse sind eine Abdeckplatte 15 und durch entsprechende Profile 16 bzw. 17 gebildete Kanäle 18 für ein Wärmeübertragungsmedium integriert.
Außerdem ist das Gehäuse an der in der Zeichnung gezeigten rechten oberen Längskante mit einem Überlappungsprofil 20 versehen, daß den Spalt 21 zwischen den zwei benachbarten Kollektoren 10 überdeckt. Die Abdichtung wird auch durch ineinandergreifende Profile 20' bzw. 20" der benachbarten Kollektoren sichergestellt.
Als Radiator 25 dienen die mit einem Absorptionsmaterial 27 ausgestatteten Zellen 18 des Gehäuses 11. Das Absorptionsmaterial 27 kann als dünne Schicht auf die Innenwände der Kanäle 18 oder auf die untere Außenfläche des Gehäuses 11 aufgebracht werden, wie es in Fig. 1 im rechten Kollektor bzw.
in der rechten Hälfte des mittleren Kollektors gezeigt ist. Die Absorptionsschicht 27'' kann auch auf Profilleisten 30 bzw. 31 aufgebracht werden, die in die einzelnen Zellen 18 eingeschoben werden. Für diese Ausführung eignen sich besonders gut geschwärzte Bänder oder Späne. Es ist aber auch möglich, das Absorptionsmaterial als feine Schwarzkörperteilchen dem Arbeitsmedium beizumengen, wie es im linken Kollektor angedeutet ist. Der Radiator 25 ist unter Beibehaltung eines Zwischenraumes 33 von der strahlendurchlässigen Scheibe 15 abgedeckt.
Kollektoren, wie sie hier beschrieben wurden, lassen sich sehr leicht und rasch herstellen sowie auf den Dächern anbringen.
Es werden zunächst Gehäuse 11 bildende Strangprofile gezogen und entsprechend der Dachlänge abgelängt. Die so hergestellten Gehäuse werden in entsprechender Weise mit dem Absorptionsmaterial versehen - wenn es nicht dem Arbeitsmedium zugeführt wird -, auf die Isolierschicht 12 aufgeklebt und mit Endstücke 35 versehen. Die Endstücke 35 dienen als Abdeckung der offenen Stirnseiten der Gehäuse 11 sowie zur Verschaltung des Arbeitsmediumflusses.
In Fig. 3 bis 5 sind Ausführungsbeispiele von Endstücken 35 gezeigt. Das Endstück gemäß Fig. 3 weist zwei Sammelkanäle 36 auf, die für die Zufuhr bzw. die Abfuhr des Wärmeübertragungsmediums dienen und über Bohrungen 37 bzw. 38 mit den entsprechenden Kanälen 18 in Verbindung stehen. Die Strömung kann auch so verlegt werden, daß an jeder Stirnseite nur ein Quersammelkanal erforderlich ist. Hierfür sind Endstücke 35' bzw. 35'', wie sie in Fig. 4 und 5 gezeigt sind, vorgesehen. Die Endstücke 35 weisen alle eine den Zwischenraum 33 abdeckende Platte 40 auf. Sie können am Gehäuse 11 so angebracht werden, daß entweder die Verbindung der Kanäle 18 mit den Sammelkanälen 36 an der Unterseite des Gehäuses erfolgt, Fig. 3 und 5, oder seitlich direkt über die stirnseitigen Öffnungen der Kanäle 18, Fig. 4, erfolgt. Die Endstücke 35 können mit dem Gehäuse 11 verschweißt oder verklebt werden.
Es ist selbstverständlich möglich, das Gehäuse, die Abedeckscheibe und den Radiator als getrennte Strangprofile herzustellen und nachträglich zusammenzufügen, wenn dieses beispielsweise durch flexiblere Materialwahl vorteilhatter erscheint.
Die auf diese Weise oder in der oben beschriebenen Art hergestellten Kollektoren werden gemäß Fig. 1 von rechts nach links bzw. von links nach rechts auf das Dach nacheinander aufgelegt und mit dem Dach verankert. Abschließend braucht nur noch der Anschluß des Arbeitsmediums-Leitungssystems zwischen den Kollektoren und der Inneneinrichtung im Gebäude hergestellt zu werden.
Abdichtungsmaßnahmen sind hierbei nicht erforderlich, das Regenwasser wird auf den Deckscheiben 15 und entlang den Kanten zwischen der Deckscheibe 15 und den Vorsprüngen 42 bzw. Oberlappungen 20 von den Kollektoren herunterfließen ohne Querrillen aufzutreffen oder anderweitig zwischen Kollektoren eindringen zu können. Es ist also keine zusätzliche Abdichtungshaut noch Masse erforderlich.

Claims

Patentansprüche 1. Sonnenflachkollektor mit einem Radiator und einer strahlendurchlässigen Abdeckscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bauelemente (11 bzw. 15, 25) Strangprofile sind.
2. Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der strangextrudierten Bauelemente (11) seitlich hervorragende Längsprofile (20, 20') aufweist.
3. Kollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (11) aus einem extrudierten, lichtdurchlässigen Material vorgesehen ist.
4. Kollektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeicnnet, daß das Gehäuse (11) aus Kunststoff besteht.
5. Kollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) mit Porfilen (16, 17) zur Bildung längsgerichteter Kanäle (18) für ein Wärmeübertragungsmittel ausgestattet ist.
6. Kollektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahlenenergie absorbierendes Material (27) für die das Arbeitsmedium tragenden Kanäle (18) vorgesehen ist.
7. Kollektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorptionsmaterial (27) als dünne Schicht aufgebracht ist.
8. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Strahlenenergieabsorption in den Kanälen(18) geschwärzte Elemente vorgesehen sind.
9. Kollektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Absorptionsmaterial in den Kanälen (18) freischwimmende, feine Schwarzkörperteilchen vorgesehen sind.
10. Kollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscheibe (15) und das Gehäuse ein Bauelement (11) bilden.
11. Kollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Gehäuses (11) eine wärmeisolierende Schicht (12) angebracht ist.
12. Kollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten des Gehäuses (11) mit Endstücken (35) abgedichtet sind.
13. Kollektor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstücke (35) mindestens einen mit den Kanälen (18) verbundenen quer zum Strangprofil gerichteten Sammelkanal (36) haben.