DE2729313A1

DE2729313A1 - Solardachpfanne

Info

Publication number: DE2729313A1
Application number: DE19772729313
Authority: DE
Inventors: Hans Ing Grad Vogt
Original assignee: Vogt Gebstein juliane
Current assignee: Vogt Gebstein juliane
Priority date: 1977-06-29
Filing date: 1977-06-29
Publication date: 1979-01-04

Description

S O L A R D A C H P F A N N E
Die Erfindung betrifft eine Dachpfaine, welche gleichzeitig als Sonnenenergiekollektor ausgeflilirt ist und überall dort Anwendung findet, wo Sounenenergie Uber die Dachfläche gewonnen werden Solig deren Dachdeckung aus Dachpfannen ausgeführt ist, bezw. ausgeführt werden soll, Zweck der Erfindung ist die kostengünstige und technisch optimale Erstellung von sonnenenergienutzenden Pfannendächern.
Die Erfindung beruht auf der Ueberlegung daß durch Zusammenfügen wieler kleiner So nnenenergiekollektoren, im Folgenden Solardachpfannen genannt, ohne oder mit herkömmlichen Dachpfannen zusammen angewendet, einen optimalen auf die Dachfläche und das Gebäude bemessenen Sonnenenergiekollektor ergibt und dabei gleichzeitig alle anderen technischen und wirtschaftlichen Erfordernisse für eine Dachdeckung erfüllt.
Der derzeitige Stand der Entwicklung von Sonnenenergiekollektoren beinhaltet eine Reihe von Vorschlägen, wie zum Beispiel: 0Einfach über die Dachfläche gelegte flUssigkeitsdurchströmte Platten #In Rahmen gefaßte, hinter Ein-oder Mehrscheibenglas gelegte, fliissigkeitsdurchströmte Kollektorplatten als fensterähnliche Einheiten aufs Dach montiert.
Dachpfannenartige flUsigkeitsdurchstromte Hohlkörper durch Steckverbindungen aneinandergekettet, um den Flüssigkeitskreislauf zu ermöglichen #Unter transparenten schindelartigen Abdeckplatten gelegte Hohlkörper #Hinter die Dachhaut gelegte wasserdurchströmte wärmesammelsysteme, wie zum Beispiel Rohrnetze, Gitter, Plattenkörper Uber Reflektoren aufgeheizte Systeme verschiedener Art Die Nachteile der zur Zeit bekannten Systeme sind darin zu sehen, daß die funktionelle Verbindung von Sonnenenergiekollektor und Pfannendach weitestgehend unberücksichtigt ist.
Darüberhinaus ist nur für in Großserienfertigung hergestelltes Material für die Dacheindeckung wirtschaftlich nutzbar.
So verändern die meisten der vorgenannten Vorschläge die Architektur eines Bauwerkes oder berücksichtigen nicht, daß konstruL;tive Gegen benheiten wie Erker, Dachkehlen, Walmdachschrägen und Dachfenster erforderlich sind.
Technische Anfordcrungen erfordern eine ausreichende Trittfestigkeit für die Dachpfanne. Die Flüssigkeitsanschlüsse müssen so flexibel sein, daß kleine Dachpfannenbewegungen möglich sind und Toleranzen des Dachlattenabstandes ( ca lcm ) Berücksichtigung finden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein an die Gebäudearchitektur und an die Pfannendachkonstruktion anpassungsfähiges Sonnenenergiekollektorsystem herzustellen, welches nicht nur bei Neubauten, sondern auch bei Altbauten Anwendung findet. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die bestehenden Anforderungen für Pfannendächer hinsichtlich der Architektur, handwerkl. Herstellung, physik. Eigenschaft, und den technischen Einrichtungen der Bauten wie Kanalentlüftungen, Kamindurchführungen, Antennenanlagen, Blitzschutzanlagen, Hinterlüftung der Dachhaut ect, ohne Änderungen zum gegenwärtigen Stand benutzbar bleiben. Darüber hinaus soll eine Dachhaut geschaffen werden, welche möglichst wirksam Sonnenenergie absorbiert und dem Verbrauch zuführt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Dachpfannen als Sonnenkollektoren,wie folgt beschrieben, ausgebildet werden und anstelle herkömmlicher Dachpfannen auf dem Dach installiert werden.
Beschreibung der Solardachpfanne: Die Solardachpfanne besteht aus 1) Einer Licht- und Wärmestrahlungdurchlässigen Oberschale, aus Ein- oder Mehrschichtenmaterial ( glas, Kunststoff u. a.) 2) Einem Energieuiwandier, dem eigentlichen Kollektor 3) Einem Energietransportsystem mit Anschlüssen, welche sowohl zum Rohrleitungssystem als auch zu den Solarpfannen zueinander passend sind.
4) Einer Unterschale, welche sowohl den Abfluß der Wärme nach unten verhindert als auch die zusätzliche Dichtfunktion einer Dachhaut übernimmt.
Die Solardachpfanne ist somit vormontiert , Jede für sich, ein in sich fertiger, industriell hergestellter Kollektor.
Das Verbinden der Kollektoreinheit geschieht erfindungsgemäß mittels Schraubverbindung oder gleichartigen kraft- und flüssigkeitsstabilen Verbindungen. Vorzugsweise im Bereich der Anschlußstellen ist ein elastischer Ausdehnungsausgleich vorgesehen, um Dachhautspannungen zu verhindern.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin: Daß die Verwendung der Solardachpfanne keine besonderen Baumaßnahmen voraussetzt. D. h. die Tragkonstruktion eines Pfannendaches üblicher Bauweise ist ausreichend. Bestehende Dachstühle und Lattungen brauchen nicht verändert zu werden.
Daß für die Architektur bestehender/ zu erstellender Gebäude keine Veränderung erforderlich wird. Dadurch ist die Solardachpfanne auch für Altbauten anwendbar, deren Pfannendächer strukturelloptisch nicht geändert werden sollen. Kamine, Dachfenster, Entlüftung u. s. w. bleiben unverändert.
Daß vorhandene Dachflächen sich optimal und maximal ausnutzen lassen.
D. h. es können Kehlen, Walmdächer, Erkerdächer u.s.w. mit genutzt werden. Es können Solarpfannen mit Dachpfannen kombiniert verlegt werden.( Auslassen der Schattenflächen, benutzen von Solardachpfannen, First, Belüftungspfannen konventioneller Art) Daß die Herstellung in Großserienproduktion erfolgt und somit preisgunstiges Konsumgut ist.
Daß für die handwerkliche Verarbeitung der Solardachpfannen die bestehenden Berufsstände,Dachdecker und Installateur fachlich geeignet sind, da iilr die Herstellung der Dachhaut mittels Solardachpfannen im wesentlichen identische Arbeitsvorgänge wie zur Erstellung eines Daches mit konventionellen Dachpfannen anfallen.
Fur die Installation sind zusätzliche Rohr/E-Leitungen nur außerhalb von Kollektorflächen erforderlich, es werden nur externe Anschlüsse benötigt.
Die Bausteine sind mit Leitungsverbindern versehen und werden uährend der Verlegung direkt ( mit oder ohne Hilfsmaterial) verbunden.
Daß keine zusätzlichen klempnermäßig erstellten Dichtungseinfassungen erforderlich sind ( Blech- Walzbleianschlusse an die Kollektorfläche).
Dadurch ist neben dem Kostenvorteil auch erreicht, daß ein zusätzliches Risiko fUr Dachundichtheiten erzeugt wird.
Daß Solardachpfannen die Festigkeit und Beweglichkeit des Daches nicht beeinflussen, da durch Einzelaufhängung und Dehnungsausgleich ein Verspannen mit der Dachkonstruktion oder die Ubertragung von Wärmeausdehnung entfällt.
Daß die Solardachpfanne ein Strahlungskollektor ist, der auch bei winterlichen Temperaturen noch nutzbare Energie liefert ( Treibhauseffekt ).
daß kostengtinstiges Erstellen von Sonnenenergiekollektoren :im besonderen möglich wird, weil: a) bauliche Veränderungen an Dachstuhl, technischer Ausrüstung sowie Besonderheiten fUr die architekturmäßige Gestaltung entfallen.
b) Die Solardachpfannen in Großserienfertigung mit hohem Rationalisierungsniveau hergestellt weden können.
Dieses wird zusätzlich dadurch gefördert, daß Sonderdachpfannen wie z.B.: First,- Ort- und Belüftungadackpfannen sich in konventioneller Bauart nahtlos in das System einfügen.
Für die Investitionskosten ergibt sich aus letzteren die vorteilhafte Möglichkeit zur rationellen Investierung, weil die Werkzeugherstellung für Sonderdachpfannen nicht erforderlich ist.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E 1) Solardachpfanne ftir die Erstellung von Sonnenenergiekollektoren, dadurch gekennzeichnet, daß eine Solardachpfanne einen in sich geschlossenen kleinen Sonnenkollektor darstellt, der folgende Konstruktionsmerkmale hat: a) Einer licht- und wärmedurchlässigen Oberfläche (2.1) b) Einer Kollektoreneinheit, welche Sonnenstrahlung und Lufträume als Wärme/elektrische Energie oder beides kombiniert aufnimmt (2.2) c) System zum Energieabtransport mit geigneten, flexibel ausgefuhrten AnschlUssen (3) (3.1) (3.2) (3.3) (3.4) d) Korpus-gebildet aus Ober- und Unterschale (2.1) (2.3) e) Wärmeisolation (nicht in der Zeichnung dargestellt) i) Konstruktiv können die oben genannten Einzelkomponenten kombiniert bezw. ineinander integriert sein.

angaben in ( ) = Positionen auf beigeftigter Zeichnung] 2) Sonnenenergiekollektor für Gebäude, welche üblicherweise mit Dachpfannendächern versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß Solardachpfannen, gemäß Anspruch 1, verwendet werden.

Sie können sowohl die Dicht funktionen fUr die Dachhaut erfüllen, als auch durch Verbindung der Energiekollektoreneinheiten liteinander inen größeren Sonnenenergiekollektor oder auch, wenn erforderlich, mehrere größere Sonnenenergiekollektoren bilden.

3) Dächer mit Sonnenergiekollektoren, dadurch gekennzeichnet, daß Teilbereiche der Dachfläche als Sonnenenergiekollekter (en) erstellt werden und die Solardachpfannen -nach Anspruch 1-konstruktiv auf konventionelle Dachpfannen abgestimmt oder umgekehrt Konventionelle Dachpfannen auf Solardachpfannen konstruktiv abgestimmt sind, 4) Korpus der Solardachpfanne -nach Anspruch 1- dadurch gekennzeichnet, daß derselbe einen gegen Luftzirkulation geschützten Ud geschlessenen Rau darstellt und den eigentlichen Sonnenenergiekollektor schützend umschließt.

5) Korpus der Solardachpfanne -nach Anspruch 4- dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche aus wärmestrahlungstransparente@ Material besteht.

6) Korpus der Solardachpfannen nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß derselbe einteilig hergestellt ist.

7) Korpus der Solardachpfanne nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß derselbe aus Ober- und Unterschale getrennt hergestellt wird und aus gleichem, oder unterschiedlichem Material oben zu unten besteht.

8) Wärmestrahlungskollektor der Solardachpfanne-nach Anspruch 1-dadurch gekennzeichnet, daß derselbe flächig innerhalb des Korpus nach Anspruch 4 angeordnet ist.

9) Wärmestrahlungskollektor nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß derselbe Wärmestrahlung absorbiert, dadurch erwärmt wird und die aufgenommene Wärme an Flüssigkeit abgibt.

10) Wärmestrahlungskollektor nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß derselbe mit Flüssigkeitsanschlüssen oben und unten versehen ist, welche geeignet sind die Verbindung zu den Solardachpfannen darüber bezw. darunter oder zu externen Rohrnetzen herzustellen.

11) Flüssigkeitsanschldsse nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an einer Seite (oben oder unten) ein freier oder elastischer Spielraum relativ zur Solardachpfannenauihangung vorhanden ist.

12) Wärmestrahlungskollektor nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß derselbe so ausgebildet ist, daß die Funktion der Unterschale vom Kollektor mit übernommen wird.

13) Wärmestrahlungskollektor nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß derselbe an einer wärmesammelnden Blechplatte, vorzugsweise aus Kupferblech/ Folie mit angebrachtem Rohr ausgeführt wird.

14) Wärmestrahlungskollektor nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß derselbe als Kunststoffsack ausgebildet ist.

15) Wärmestrahlungskollektor nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß derselbe als Verdampferelement in einem, mittels Wärmepumpe betriebenem Kreislauf, (rewersible Heizung) benutzt wird.

16) Solardachpfanne -nach Anspruch 1- dadurch gekennzeichnet, daß die Oberschale zusätzlich als Solarkollsktor wirksam ist und Llchtstrahlug direkt in elektrische Energie umwandelt.