DE2817002A1

DE2817002A1 - Zelle zum auffangen von sonnenenergie

Info

Publication number: DE2817002A1
Application number: DE19782817002
Authority: DE
Inventors: Michel Neny
Original assignee: INVEST DEV APP MENAGERS
Current assignee: INVEST DEV APP MENAGERS
Priority date: 1977-04-20
Filing date: 1978-04-19
Publication date: 1978-10-26
Also published as: US4233962A; ES469722A1; GB1595883A; IL54522A0; GR62656B; JPS5415540A; OA05944A; BE866204A; FR2388219A1; CH621189A5; FR2388219B1

Description

Zelle zum Auffangen von Sonnenenergie

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zelle zum Auffangen von Sonnenenergie, bei der eine in einer Rohrleitung zirkulierende Flüssigkeit durch Sonnenstrahlung erwärmt wird, und die aus einem flachen, rechteckigen Behälter besteht, der wärmeisoliert und mittels eines für die Sonnenstrahlung transparenten Deckels verschlossen ist und die Rohrleitung enthält. Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls eine aus einer Vielzahl solcher Zellen zusammengesetzte Einheit mit den entsprechenden untereinander verbundenen Rohrleitungen.

Es ist bekannt, daß die Flüssigkeit, bei der es sich im allgemeinen um Wasser, dem gegebenenfalls ein Frostschutzmittel zugesetzt wird, handelt und die mittels solcher Zellen oder Einheiten erwärmt wird, vorteilhafterweise dazu benutzt wird, eine Zentralheizung und/oder ein Warmwassersystem, vorzugsweise für sanitäre Zwecke, zu speisen oder das Wasser eines Schwimmbeckens zu erwärmen und dergleichen.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, die Funktion derartiger Zellen zu verbessern und sie insbesondere stabiler auszubilden und ihre Herstellung, Handhabung und das Anbringen zu erleichtern.

Die Erfindung besteht darin, daß der Behälter aus einer durch Tiefziehen hergestellten Folie aus Metall, insbesondere auf der Basis von Aluminium besteht und daß seine Oberfläche kleiner als ein Quadratmeter ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung, bei der das im Inneren des Behälters angeordnete Rohrstück in bekannter Weise in innigem Eontakt mit einer Platte aus einem

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wärmeleitenden Material ist, die parallel zum Boden des Behälters verläuft und von dem Boden mittels eines wärmeisolierenden Polsters getrennt ist, sieht vor, daß die Platte den Boden einer Wanne bildet, die eine geringere Tiefe hat als der Behälter und die ebenso wie der Behälter durch Tiefziehen hergestellt und im Inneren des Behälters angeordnet ist. Dabei besteht das wärmeisolierende Polster erfindungsgemäß aus einem starren Schaumstoffblock, vorzugsweise aus Polyurethan, der direkt durch Einspritzen in den Zwischenraum zwischen dem Behälter und dem Boden eingebracht wird.

Die Seitenwände der inneren Wanne sind nach außen durch Händer verlängert, die parallel zum Boden der Wanne verlaufen und den transparenten Deckel, vorzugsweise unter Zwischenlegen eines Klebemittels, abstützen, wobei die Kante der Bänder im Abstand von der Wandung des Behälters verläuft, die die Kante unter Einhalten eines Zwischenraumes umgibt, der mit einem wärmeisolierenden Material ausgefüllt wird. Ferner sind die Seitenwände des Behälters nach außen durch ebene Bänder verlängert, die parallel zum Boden des Behälters verlaufen und die Bänder der inneren Wandung in bezug auf diese Bänder um einen Abstand "d" versenkt angeordnet, der etwas größer ist als die Stärke des transparenten Deckels.

Die Erfindung sieht ferner vor, daß der Behälter an seinen vier Ecken mit einem zurückspringenden Eckstück versehen ist, das die allgemeine Form eines Dreiecks hat und außen durch eine ebene Fläche begrenzt wird, die um den Abstand "d" gegen den Boden des Behälters in bezug auf die ebenen ümfangsränder des Behälters zurückspringt, so daß die einzelnen Flächen als Auflage für eine der vier Kanten des transparenten Deckels, vorzugsweise unter Zwischenlegen eines Klebemittels, dienen

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Das in jedem Behälter angeordnete Rohrstück liegt erfindungsgemäß dicht in einer Rinne, die in dem Boden der Wanne "beim Tiefziehen vorgesehen wird und die vorzugsweise nach unten offen ist, so daß die Rohrleitung von der Unterseite des Bodens der Wanne umschlossen wird.

Die richtige Stellung der Wanne zum Boden des Behälters, bevor der Block aus dem Schaumstoff eingespritzt wird, wird mit Hilfe von starren Unterlegstücken, die aus der gleichen Schaumstoffmasse bestehen und vorfabriziert sind, sowie mittels der starren Enden des Rohrstückes, die an den Seitenwänden des Behälters mittels starrer Teile aus wärmeisolierendem Material befestigt werden, sichergestellt .

Der transparente Deckel besteht erfindungsgemäß aus gegossenem Glas und weist eine wenig reflektierende Oberfläche auf, die vorzugsweise mit Riefen versehen, gewellt oder mit anderen Unebenheiten versehen ist.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Daches, dessen eine Seite aus einem Traggerüst, das mit Zellen zum Auffangen der Sonnenenergie gemäß vorliegender Erfindung bedeckt ist, besteht,

Figur 2 einen Schnitt durch eine Zelle gemäß der Linie H-II der Figur 3,

Figur 3 eine Draufsicht auf eine Zelle,

Figur 4· einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Figur 1 in vergrößertem Maßstab,

Figur 5 einen Teilschnitt längs einer senkrechten,

parallel zu einer Seite verlaufenden Ebene bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Figur 6 eine Draufsicht auf eine der vier Ecken einer Zelle und

Figur 7 einen der Figur 5 entsprechenden Teilschnitt bei einer weiteren Ausführungsform einer Zelle zum Auffangen der Sonnenenergie gemäß vorliegender Erfindung.

In an sich bekannter Weise besteht die Zelle Λ aus einem Gehäuse 2, das die allgemeine Form eines flachen, rechteckigen Kastens hat und mit einem für Sonnenstrahlen durchlässigen Deckel 3 verschlossen ist.

Die Zelle gemäß vorliegender Erfindung hat eine verhältnismäßig kleine Oberfläche, die unterhalb 1 m , vorzugs-

weise in der Größenordnung von 0,5m , liegt. Sie ist so ausgebildet, daß sie für sich als Bedachungselement, ähnlich wie eine Dachpfanne, verwendet und somit direkt von Dachdeckern anstelle der üblichen Schieferplatten oder Dachziegel benutzt werden kann. Wegen der verhältnismäßig kleinen Abmessungen der Zellen können die Deckel 3 aus gegossenen Glasplatten mit abgerundeten Ecken und Kanten bestehen, deren äußere Oberflächen mit Rillen, Wellen oder anderen geeigneten Unebenheiten versehen sind, und die wenig reflektieren und damit wenig blenden, was für das Aussehen sehr wesentlich ist.

Die Deckel 3 können auch vorteilhafterweise aus einem mit Drähten, Fasern oder einem Gewebe verstärkten Glas oder sogar aus einem gehärteten Glas bestehen, das besonders widerstandsfähig gegen Schläge und Deformationen ist. Be-

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stimmte Gläser dieser Art können das Gewicht eines Dachdeckers aushalten, was in bestimmten Fällen von Bedeutung sein kann. Man könnte auch für den Deckel 3 ein anderes transparentes Material als verstärktes oder nicht verstärktes Glas benutzen, das gegebenenfalls behandelt oder beschichtet ist, um eine große !Transparenz für die Sonnenenergie zu gewährleisten.

Weitere Vorteile ergeben sich ferner aus den kleinen Abmessungen der Oberflächen der transparenten Deckel 3.

Sie haben ein geringes Gewicht, so daß die Gefahr, daß sie zerbrechen werden, stark verringert ist. Dadurch ist es möglich, die Behälter zusammen mit den Deckeln, die vorher darauf befestigt werden, in einer Fabrik vorzufabrizieren, während es bei Verwendung von großen Zellen notwendig ist, das Glas an Ort und Stelle anzubringen.

Eine derartige Vorfabrikation ermöglicht die Anfertigung großer Serien, wodurch zusätzlich die Wirtschaftlichkeit verbessert wird.

Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß wegen des geringen Gewichtes und der kleinen Abmessungen der vorfabrizierten, mit den Deckeln versehenen Zellen (das Gewicht beträgt nur 15 kg bei einer Oberfläche von 0,6 m ) die Handhabung durch einzelne und nicht spezialisierte Dachdecker möglich ist und erleichtert wird, selbst wenn die Anbringung auf Dächern erfolgt, deren Zugang häufig schwierig ist.

Das Gehäuse 2 besteht aus einer dünnen Metallfolie, die durch !Tiefziehen ihre Form erhält und einen rechteckigen ebenen Boden 4- sowie vier ebene Seitenwände 5 hat, die vorzugsweise leicht schräg nach außen verlaufen, um die Entfernung des Ziehwerkzeuges zu erleichtern. Die Folie besteht vorzugsweise aus Aluminium, insbesondere einer Aluminium-Magnesiumlegierung bekannter Art, die sich zum

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Ziehen eignet und eine Stärke von 1 mm hat.

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß nur die verhältnismäßig kleinen obenerwähnten Behälter sich für eine Fertigung durch Tiefziehen, insbesondere für eine zuverlässige und genaue Serienfertigung, eignen. Ausgehend von einer Aluminiumfolie, deren Stärke bei etwa 1 mm liegt, ist es möglich, mit einer 350 t-Presse tiefgezogene

Behälter mit einer Größe von 0,6 m herzustellen. Für

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Abmessungen, die 1 m überschreiten, wäre dieses Tiefziehverfahren in der Praxis nicht brauchbar und andere, ebenfalls mögliche Verfahren, z.B. durch Extrusion und Falten, wurden zusätzliche Schweißstufen oder andere Arbeitsgänge benötigen und sind für eine automatische Fabrikation nicht geeignet. Sie führen darüber hinaus zu verhältnismäßig zerbrechlichen Produkten.

Bei den auf den Figuren 1 bis 4- dargestellten Ausführungsformen sind die Kanten der Wände 5» die am weitesten von dem Boden 4- entfernt sind, aufeinanderfolgend durch ebene Bänder 6 verlängert, die sich parallel zum Boden 4- nach außen erstrecken. Diese Sander dienen als Auflage für die transparenten Deckel 3 und gehen in ebene Handleisten 7 über, die, wie die Wände 5> etwas schräg verlaufen und die Deckel umfassen.

Die Randleisten 7 sind nach außen zu wie folgt verlängert:

An der waagerechten, oberen Seite A der Zelle enthalten sie einen Eckrand 8, der über ein waagerecht verlaufendes Element 9 des Dachstuhls greift, z.B. eine Dachlatte, um die entsprechende Zelle einzuhängen.

An der waagerechten, unteren Seite B befindet sich ein parallel zum Boden 4 verlaufender Flansch 10, der den

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- 11 Eckrand 8 der darunterliegenden Platte überdeckt*

An den beiden schräg verlaufenden Seiten C und D sind eine Rinne 11 bzw. ein gebogenes Blech 12 vorgesehen, das die Sinne 11 an der geneigt verlaufenden Seite 0 der Zelle unmittelbar neben dem Deckel umschließt.

Die Rinne 11 und das Blech 12 sind vorzugsweise mit den entsprechenden Randleisten 7 durch parallel zum Boden 4-verlaufende Platten 13 miteinander verbunden. Die Platten 13 bilden mit dem Eckrand 8 und dem Flansch 10 einen leicht vorspringenden, durchgehenden Rahmen c, der das einzige von außen sichtbare Seil der Abdeckung nach der Montage darstellt.

Vie sich aus der Zeichnung ergibt, sind die inneren Kanten der Rahmenteile leicht abgerundet, wie durch das Bezugszeichen a angedeutet ist. Dies ist auch bei den Kanten des Glases der Fall, das den Deckel bildet, der in das Innere des Rahmens eingelassen ist.

Die Abdichtung des Verschlusses jedes Behälters gegenüber Vitterungseinflüssen erfolgt durch Einlegen von geeigneten Dichtungen 14 zwischen die Platten 6 und die Deckel 3· Die genaue Anordnung dieser Dichtungen erfolgt vorteilhaft erweise dadurch, daß sie in Vertiefungen 15 eingelegt werden, die in den Rändern vorgesehen sind.

Die Dichtungen können aus einem Material bestehen, das selbst eine irreversi⁷ e Verbindung nach Art einer Schweißung zwischen dem Deckel 3 und dem Behälter 2, den der Deckel verschließt, sicherstellt. Die Dichtungen bestehen vorteilhafterweise aus einem Material auf der Basis von Silikon. Sie werden eingegossen, wie es für cLie Abdichtung von Aquarien bekannt ist.

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Die gesamte innere Oberfläche der einzelnen Behälter 2 wird mit einer verhältnismäßig dicken Polsterschicht 17 aus einem wärmedämmenden Material versehen, das mit einer wasserabweisenden Beschichtung 16 umhüllt ist. Auf den ebenen Boden des so gepolsterten Behälters wird eine Folie 28 aus einem wärmeleitenden Material, wie z.B. Kupfer, aufgelegt, die z.B. durch Schwärzen so behandelt ist, daß sie die Sonnenstrahlen, die durch den transparenten Deckel 3 in den Behälter eindringen, so gut wie möglich absorbiert.

Schließlich befindet sich im Inneren des Behälters ein Rohrleitungsstück·18 aus einem wärmeleitenden Material, z.B. aus Kupfer, das thermischen Kontakt mit der Folie hat und vorteilhafterweise auf diese aufgelötet und wie diese behandelt ist.

Das Eohrstück 18 hat eine solche Form, daß, wenn die Zelle so geneigt liegt, daß die beiden sich gegenüberliegenden Seiten, vorzugsweise die kleineren Seiten, waagerecht verlaufen, einerseits eines der Enden des Eohrstückes durch die obere Seitenwand 5 des Behälters mittels eines ersten Anschlußstückes 19 und das zweite Ende durch die untere Seitenwand 5 mittels eines zweiten Anschlußstückes 20 geführt ist, das koaxial zu dem ersten Anschlußstück liegt und daß andererseits die Zirkulation einer Flüssigkeit, im allgemeinen Wasser, mit oder ohne Zusatz eines Frostschutzmittels im Inneren des Eohrstückes durch einfache Schwerkraft vom ersten zum zweiten Ende ohne wiederaufzusteigen stattfinden kann, wodurch das Entleeren und das Füllen erleichtert wird. Eine bevorzugte Form für die Gestaltung des Eohrstückes ist one sinusförmige Form mit geradlinigen Abschnitten, die zu den horizontalen Seitenkanten geneigt verlaufen und an die sich nacheinander

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"bogenförmige Stücke anschließen, die einen Winkel von etwas weniger als 180° "bilden.

Der äußere Anschluß zwischen dem unteren Anschlußstück eines Bohrstückes und dem oberen Anschlußstück 19 des Bohrstückes, das in der unmittelbar darunterliegenden Zelle angeordnet ist, erfolgt über eine mittlere Hülse 22, deren äußerer Durchmesser größer ist als der Innendurchmesser d der Anschlußstücke. Die Hülse ist in axialer Sichtung an ihren beiden Enden mit zwei hohlen Fingern mit abgerundeten Enden versehen, deren Durchmesser etwas kleiner ist als der Durchmesser d. Die Hülse 22 mit den Fingern 23 bildet ein Verbindungsstück 21.

Die zylindrische äußere Oberfläche der Finger ist mit einer ringförmigen Nut versehen, in die eine Dichtung eingelegt wird, deren Außendurchmesser etwas größer ist als der Durchmesser d. Die Bohrungen der Finger und der Hülse verlaufen so, daß sie eine einzige zylindrische Leitung bilden, die die beiden Enden der Verbindungsstücke miteinander verbindet. Die Verbindung zwischen den beiden Anschlußstücken 19 und 20 kann daher in einfacher Weise durch axiales Einstecken der beiden Enden in die Anschlußstücke an Ort und Stelle erfolgen.

Die Herstellung einer Abdeckung mit den Zellen zum Einfangen der Sonnenenergie obiger Art, die im folgenden als Pfannen bezeichnet werden, geschieht wie folgt:

Es wird zunächst ein Dachgerüst hergestellt, das aus einer Eeihe parallel verlaufender Balken 27 besteht, die längs der Linie der größten Neigung der herzustellenden Abdeckung verlaufen und die einen Abstand voneinander haben, der etwas geringer ist als die äußere Gesamtbreite einer Pfanne. Auf diesen Balken werden waagerecht ver-

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laufende Dachlatten 9 angebracht, die einen Abstand voneinander haben, der etwas geringer ist als die Gesamthöhe einer Pfanne.

Auf dieses Gerüst wird unten beginnend eine erste Reihe von Pfannen aufgelegt, deren obere Eckränder 8 um die entsprechenden Dachlatten 9 gelegt werden, wobei die Verklemmung gegebenenfalls durch Einschlagen von Nägeln vervollständigt wird. Anschließend verbindet man die unteren Anschlußstücke 20 der Pfannen mit einer üblichen Zuführungsleitung 25, die das untere Ende des Gerüstes in waagerechter Richtung verlängert. Dieser Anschluß kann mit üblichen Mitteln erfolgen, vorzugsweise durch Verbindungsstücke 21 der oben beschriebenen Art. Dabei wird dafür Sorge getragen, daß das Blech 12 der aufgelegten Pfannen in die seitliche Rinne 11 der benachbarten Pfanne eingelegt wird, die unmittelbar vorher aufgelegt wurde. Die Verbindungsstücke 21 werden dann in die oberen Anschlußstücke 19 der einzelnen, in dieser Weise aufgelegten Pfannen eingeschoben. Anschließend wird eine weitere Reihe von Pfannen gelegt, wobei die unteren Planschen dieser Reihe die oberen Eckränder 8 der Pfannen der darunterliegenden Reihe überdecken. Gleichzeitig werden die Anschlußstücke 20 der oberen Reihen auf die Finger 23 der Verbindungsstücke 21 gesteckt, wodurch die Verbindung zwischen den Rohrstücken 18 und den Rohrstücken in den darüber angeordneten Behältern hergestellt wird.

In gleicher Weise verfährt man mit jeder weiteren Reihe. Wenn die oberste Reihe aufgelegt ist, verbindet man die oberen Anschlußstücke 18 der Rohrstücke mit einem horizontal verlaufenden Entlüftungsrohr 26, das parallel zum Dachfirst verläuft. Die Abdeckung ist damit fertiggestellt.

Es besteht die Möglichkeit, die Elemente in der oben be-

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schriebenen Weise aufzulegen, um die Abdeckung längs des Dachfirstes oder in jeder anderen Zone des Daches enden zu lassen.

Wie sich aus Figur 1 ergibt, sind die einzigen von außen sichtbaren Elemente praktisch die Glasabdeckungen, die die Deckel 3 bilden, und die Rahmenteile c, die ein wenig vorstehen und die Glasabdeckungen umgeben.

Die Rohrstücke 18 der Rohrleitung, die gemeinsame Zuführungsleitung 25 und die Entlüftungsleitung 26 bilden einen Wärmegenerator, mit dem eine Flüssigkeit, im allgemeinen Wasser, dem gegebenenfalls ein Frostschutzmittel zugesetzt ist, das gemäß den in Figur 1 eingezeichneten Pfeilen vom Eingang der Rohrleitung 25 zum Ausgang der Rohrleitung 26 zirkuliert, erwärmt werden kann.

Der Generator ist mit einem Heizkreis verbunden, der insbesondere dazu bestimmt ist, unterhalb der Abdeckung gelegene Stellen und/oder Wasser für sanitäre Zwecke oder andere Zwecke zu erwärmen, das von den Benutzern benötigt wird.

Der Generator kann mit Einrichtungen zum Speichern von Wärme und/oder mit anderen Generatoren verbunden werden, die als Hilfsgeneratoren dienen oder ihn in bestimmten Zeitabschnitten oder, wenn die Sonnenexnstrahlung nicht ausreicht, ersetzen können.

Auf den Figuren 5, 6 u: 7 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die besonders vorteilhaft ist. Die Elemente entsprechen den beschriebenen, als Pfannen bezeichneten Elementen. Es wurden auch für sich entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform benutzt.

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Die vier Seitenwände 5 des Behälters sind bei dieser Ausführungsform untereinander und mit dem Boden 4 durch abgerundete Kanten 29 verbunden. Ebenfalls sind abgerundete Kanten 29 an den ebenen Flanschen 6 vorgesehen, die die Seitenteile nach außen verlängern.

Die Folie 28 bildet bei dieser Ausführungsform den Boden einer Wanne 30, die durch Tiefziehen in gleicher Weise hergestellt ist wie der äußere Behälter 2. Die Wanne selbst ist mit dem transparenten Deckel 3 versehen und befindet sich im Inneren des Behälters 2 ohne direkten Kontakt mit diesem. Sie wird praktisch in diesem durch das isolierende Polster 17, das aus einem starren Block aus handelsüblichem Schaumstoff besteht, gehalten und abgestützt. Die tiefgezogene Wanne, deren Boden die Folie 28 bildet, ist ebenso wie der Behälter 2 mit Seitenwänden 31 versehen, die ganz leicht erweitert und untereinander und mit dem Boden durch abgerundete Kanten 32 verbunden sind. Die Seitenwände 31 gehen nach außen zu in ebene, parallel verlaufende Ränder 33 über, mit denen sie ebenfalls durch abgerundete Kanten 32 verbunden sind. Die Bänder haben solche Abmessungen, daß die Wanne mit einem kleinen Spiel in der Größenordnung von einigen Millimetern in das Innere des Behälters eingelegt werden kann. Der umlaufende Zwischenraum 34 zwischen den Enden der Sander 33 und. den Seitenwänden 5 wird mit einem wärmeisolierenden Material ausgefüllt, das später noch beschrieben wird.

Die Bänder 33 sind leicht in das Innere des Behälters versenkt. Sie springen in bezug auf die ebenen Flanschen 6 in senkrechter Eichtung zu den Böden 4 und 28 um einen Abstand "d" zurück, der etwas größer ist als die Stärke "e" der Verglasung, die den Deckel 3 bildet. Die Bänder 33 stützen unter Zwischenlegen eines Klebbandes 35 die Verglasung ab. Das Klebband kann beispielsweise aus einem

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in "bekannter Weise mit Klebstoff imprägnierten Schaumstoff bestellen. Der Abstand "d" zwischen den Rändern 6 und 33 führt dazu, daß die Außenflächen der Ränder 6 und der Verglasung 3 praktisch auf der gleichen Höhe liegen, wie sich beispielsweise aus Figur 5 ergibt.

Die Kontinuität der Verbindung zwischen diesen beiden fluchtenden Oberflächen wird mit Hilfe einer Dichtung sichergestellt, die der Dichtung 14- entspricht und die in den Zwischenraum eingelegt ist, der die Kante der Verglasung 3 von der entsprechenden Seite des Behälters trennt. Die durchgehende und ebene Verbindung erschwert das Eindringen von Regen- bzw. Waschwasser.

An den vier Ecken des Behälters sind Eckstücke 37 vorgesehen (Figur 6), die leicht in das Innere des Behälters zurückspringen und unter Zwischenlegen des Klebstreifens 35 die vier rechtwinkeligen Ecken der Verglasung 3 abstützen. Zu diesem Zweck ist jedes Eckstück mit einer ebenen Fläche versehen, die auf der gleichen Höhe liegt wie die Oberfläche der Ränder 33» und. hat im wesentliehen die Form eines Dreiecks mit zwei identischen geraden Seiten, zwischen denen ein rechter Winkel liegt, und einem Viertelkreis, der diese beiden Seiten verbindet. Der Viertelkreis bestimmt das Profil der Seitenwand 5 des Behälters oder genauer gesagt einer abgerundeten Kante 29 der Wand unterhalb des Niveaus der Stützfläche des Eckstückes, während die beiden geraden Abschnitte dem Profil oberhalb dieses Niveaus entsprechen.

Die Folie, die die Wanne bildet, besteht aus einem zum liefziehen geeigneten Material, beispielsweise einer Folie aus rotem desoxidiertem Kupfer mit einer Stärke von 0,35 mm. Die Tiefe ist geringer als die des Behälters, beispielsweise 25 bis 30 mm, wenn der Behälter eine liefe

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von 80 mm hat.

Ebenso wie der äußere Behälter 2 besitzt die tiefgezogene Wanne 30 kleine Abmessungen (die Gesamtoberfläche liegt unterhalb 1m) und eine große mechanische Festigkeit. Sie ist daher sehr gut für eine Serienfabrikation geeignet,

Um einen guten thermischen Eontakt zwischen dem Boden 28 der Wanne und dem Rohrstück 18 zu erhalten, drückt man in den Boden beim !Tiefziehen der Wanne Binnen 38 ein, die sich entsprechend dem Verlauf des Rohrstückes erstrecken und vorteilhafterweise ein halbkreisförmiges Profil haben. Anschließend legt man das Rohrstück in die Rinnen und stellt den guten Kontakt zwischen diesen in gewünschter Weise, insbesondere durch Löten, her.

Obschon man die Rinnen 38 sowohl nach oben als auch nach unten offen ausbilden kann, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, sie nach unten zu öffnen, wie es auf Figur 5 dargestellt ist, so daß das Rohrstück 18 an der Unterseite des Bodens 28 anliegt. Auf diese Weise ist es nicht notwendig, die Enden der Rohrstücke der Rohrleitung 18 durch die Wanne zu führen, was zusätzliche spezielle Abdichtungen in Höhe der Durchbrechungen erfordern würde, um das Sindringen von Regenwasser oder dergleichen in das isolierende Polster 7 im Falle eines Bruches der Verglasung 5 zu vermeiden.

Die Befestigung der zylindrischen Anschlüsse 20, an die die Enden der Rohrleitung 18 angeschlossen werden, an den oberen und unteren Seitenwänden 5 <ies Behälters 2 in der Mitte der Wände erfolgt starr, um die Bildung einer Wärmebrücke zwischen dem Anschlußstück und der Wand zu vermeiden. Man benutzt zu diesem Zweck einen Ring 39 aus wärmeisolierendem Material, der zwischen der Wand und

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einem Kragen 40 des Anschlußstückes mittels Schrauben verklemmt wird, die aus einem Polyamid bestehen und mit Muttern aus dem gleichen Material zusammenwirken.

Das Polster 17 besteht bei dieser Ausführungsform aus einem starren Block aus einem Schaumstoff, z.B. Polyurethan, der direkt in den Raum zwischen dem Behälter und der Wanne eingespritzt wird.

Der Schaumkunststoff besteht aus einem Material, das während der Polymerisation aushärtet und in Öffnungen eingeführt wird, die in der Seitenwandung des Behälters vorgesehen sind. Weitere öffnungen dienen dazu, die luft abzulassen, die in dem Kaum, der ausgespritzt wird, vorhanden ist. Es sind ferner Einrichtungen, z.B. Klebbänder, vorgesehen, mit denen die Schlitze 34 wenigstens provisorisch verschlossen werden.

Es genügt, die Wanne 30 genau im Inneren des Behälters anzuordnen, bevor das Einspritzen der Masse erfolgt. Vor dem Einspritzen der Masse wird die Wanne provisorisch mit nicht dargestellten Unterlegstücken abgestützt, die vorteilhafterweise aus dem gleichen Material bestehen wie die Masse. Diese Stücke können aus zwei, vorzugsweise würfelförmigen Prismen bestehen, die direkt zwischen den Böden 4 und 28 an Stellen eingelegt werden, die so ausgewählt sind, daß die Ausbreitung der Masse nicht gestört wird, so daß diese das gesamte "Volumen ausfüllen kann. Die Montage wird fertiggestellt durch Anbringung der beiden Anschlußstücke 19 und 20 an der oberen bzw. unteren Wandung 5 des Behälters. Das kleine Volumen der Masse, die die Schlitze 34 erreicht, bildet die thermische Isolierung, deren Anwesenheit an dieser Stelle erforderlich ist.

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Es ist darauf hinzuweisen, daß der starre Block aus der Hasse 17_} die nach und nach den Raum zwischen den beiden metallischen Elementen 2 und 30 ausfüllt, eine Zelle mit einem doppelten Boden "bildet, die eine hohe mechanische Widerstandsfähigkeit aufweist. Die Zelle ist damit völlig selbsttragend und eignet sich sehr gut für die direkte Montage auf den Balken oder Querlatten, die sich unter den Rändern 6 der zwei von vier Seitenteilen erstrecken, die sich gegenüberliegen und parallel zueinander verlaufen. Eine andere Unterstützung ist nicht notwendig. Auf den Figuren 5 und 6 ist mit 42 eine Lippe bezeichnet, die den ebenen Rand 6 der unteren Seite des Behälters verlängert. Diese Lippe dient dazu, den Rand der oberen Seite der Platte zu bedecken, die unmittelbar unterhalb liegt. Diese Lippe ist winkelförmig in Form eines Daches aufgebogen, was durch !Tiefziehen bei der Herstellung des Behälters erfolgt. Auf diese Weise wird das Eindringen von Wasser durch Kapillarwirkung vermieden und ebenso Feuchtigkeit zurückgehalten, die sich unterhalb der Lippe angesammelt hat.

Mit 44 ist ein senkrecht aufgebogener Rand bezeichnet, der den seitlichen Rand 6 des Behälters nach außen verlängert. Dieser Rand wirkt mit zusätzlichen Mitteln zusammen, die die Dichtigkeit gegenüber Regenwasser sicherstellen sollen.

Mit 45 ist eine Ausbuchtung im Boden der Wanne 30 bezeichnet, die während des Tiefziehens vorgesehen wird, um einen zugänglichen Raum für das Anschlußstück 20 zu erhalten. Mit 46 ist in gestrichelten Linien ein kleines Ablaßrohr bezeichnet, über das der Innenraum der Wanne mit der Außenluft in Verbindung gebracht werden kann. Es wird zwischen der Wanne 30 und der Glasabdeckung 3 eingesteckt, um einen tJberdruck im Inneren bei zu starker

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- 21 Erhitzung der Luft innerhalb der Wanne zu vermeiden.

Unabhängig von der gewählten Ausführungsform werden schließlich die Zellen zum Auffangen der Sonnenenergie aufgelegt. Sie haben eine Beihe von Vorteilen gegenüber bekannten Zellen, insbesondere was ihre Stabilität, die Leichtigkeit der Handhabung und des Auflegens sowie die Herstellung anbelangt, da das Tiefziehen und Einspritzen der Masse durch automatische Steuerungen erfolgen kann, die eine Serienproduktion ermöglichen. Auch die Wirksamkeit ist verbessert, da die wärmeleitende innere Wanne 30, in der die Kalorien gespeichert werden, bevor sie auf die in den Bohren umlaufende Flüssigkeit übertragen wird, ständig insgesamt von der Umgebung thermisch isoliert ist.

Die Solarzellen gemäß vorliegender Erfindung eignen sich insbesondere zum Aufbau von Dachelementen zur Bildung von Abdeckungen durch Auflegen einer Vielzahl einzelner Zellen auf ein Dachgerüst. Man kann sie auch auf eine beliebige andere Unterlage auflegen, beispielsweise eine Mauer, eine Terrasse oder selbst eine einfache Abstützung, die horizontal in geringem Abstand vom Boden angeordnet ist, wobei die Zellen einfach auf eine derartige Abstützung aufgelegt werden.

Im letztgenannten lall können die Zellen voneinander unabhängige Einheiten bilden, die nicht in besonderer Weise angeordnet sind, um sie nebeneinander zu befestigen und getrennt oder gruppenweise miteinander zu verbinden, aber nicht unbedingt ausgerichtet zu benutzen. Dabei können die Bänder 6, wie auf Figur 7 dargestellt, ausgebildet und mit einer Wulst 47 versehen werden, die elastisch an die Platten wie ein Clip aufgeschoben wird. Eine derartige Verbindung kann beispielsweise aus einer

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gebogenen Folie aus einem Metall auf der Basis von Aluminium "bestehen und sich bis zu der Glasabdeckung erstrecken. Eine Ausbuchtung 48 ist vorteilhafterweise in Höhe der Dichtung 48 vorgesehen, um zu verhindern, daß die Klemmeinrichtung abrutscht.

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Claims

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78 118
BEI/US

Ansprüche

Zelle zum Auffangen der Sonnenenergie, bei der eine in einer Rohrleitung zirkulierende Flüssigkeit durch Sonneneinstrahlung erwärmt wird und die aus einem flachen, rechteckigen Behälter besteht, der mit einem Wärmeschutz versehen und mit einem für die Sonnenstrahlung durchlässigen Deckel verschlossen ist und in dem ein Stück der Rohrleitung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter (2) aus einer durch liefziehen hergestellten Metallfolie besteht, deren Oberfläche kleiner ist als ein Quadratmeter.
2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Seitenwände (5) des Behälters untereinander, mit dem Boden (4) und nach außen gerichteten Rändern (6) durch abgerundete Kanten (29) verbunden sind.
3· Zelle nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie, aus der der Behälter hergestellt ist, aus einem Metall auf der Basis von Aluminium besteht.
4. Zelle nach den Ansprüchen 1 bis 3» bei der das im Inneren des Behälters angeordnete Rohrstück in innigem Eontakt mit einer Platte aus einem wärmeleitenden Material ist, die parallel zum Boden des Behälters verläuft und von dem Boden mittels eines wärmeisolierenden Polsters getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (28) den Boden einer Wanne (30) bildet, die eine geringere

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L INSPECTED

Tiefe hat als der Behälter (2) und die ebenso wie der Behälter durch Tiefziehen hergestellt und im Inneren des Behälters angeordnet ist.
5· Zelle nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (31) der inneren Wanne (30) nach außen durch Bänder (33) verlängert sind, die parallel zum Boden (28) der Wanne verlaufen und allein den transparenten Deckel (3) abstützen, wobei die Kante der Händer im Abstand von der Wandung des Behälters verläuft, die die Kante unter Einhalten eines Zwischenraumes (34-) umgibt, der mit einem wärmeisolierenden Material ausgefüllt wird.
6. Zelle nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (5) des Behälters nach außen durch ebene Ränder (6) verlängert sind, die parallel zum Boden (4) des Behälters verlaufen und daß die Bänder (33) der inneren Wanne in bezug auf diese Bänder um einen Abstand "d" versenkt angeordnet sind, der etwas größer ist als die Stärke des transparenten Deckels (3)·
7. Zelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter an seinen vier Ecken mit einem zurückspringenden Eckstück (37) versehen ist, das die allgemeine Form eines Dreiecks hat und außen durch eine ebene Fläche begrenzt wird, die um den Abstand "d" gegen den Boden des Behälters in bezug auf die ebenen Umfangsrander (6) des Behälters zurückspringt, so daß die einzelnen Flächen als Auflage für eine der vier Kanten des transparenten Deckels, vorzugsweise unter Zwischenlegen eines Klebemittels, dienen können.
8. Zelle nach den Ansprüchen 4 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das in jedem Behälter angeordnete Bohrstück (18) dicht in einer Einne (38) liegt, die in dem

Boden (28) der Wanne "beim Tiefziehen vorgesehen wird und die vorzugsweise nach unten offen ist, so daß die Rohrleitung von der Unterseite des Bodens der Wanne umschlossen wird.
9· Zelle nach den Ansprüchen 1 "bis 8, "bei der die Rohrleitung im Inneren des Behälters in engem Kontakt mit einer Platte aus einem wärmeleitenden Material ist, die parallel zum Boden des Behälters verläuft und von diesem, durch ein wärmeisolierendes Polster getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeisolierende Polster (17) aus einem starren Schäumstoffblock, vorzugsweise aus Polyurethan besteht, der direkt durch Einspritzen in den Zwischenraum zwischen dem Behälter (2) und dem Boden (28) eingebracht wird.
10. Zelle nach den Ansprüchen 4 bis 9₅ dadurch gekennzeichnet ,.daß die richtige Stellung der Wanne zum Boden (4) des Behälters, bevor der Block aus dem Schaumstoff eingespritzt wird, mit Hilfe von starren Unterlegstücken, die aus der gleichen Schäumstoffmasse bestehen und vorfabriziert sind, sowie mittels der starren Enden (19» 20) des Rohrstückes, die an den Seitenwänden (5) des Behälters mittels starrer Teile (39 > 4-1) aus wärmeisolierendem Material befestigt werden, sichergestellt wird.
11. Zelle nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der transparente Deckel (3) aus gegossenem Glas besteht und eine wenig reflektierende Oberfläche aufweist, die vorzugsweise mit Riefen versehen, gewellt oder mit anderen Unebenheiten versehen ist.
12. Zelle nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und die unteren Seitenwände (5) des Behälters durch eine umgebogene, zum Einhängen ge-

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eignete Kante (18) bzw. eine Lippe (10, 4-2) zum tTberdecken verlängert sind, die parallel zum Boden des Behälters verläuft.

13· Zelle nach den Ansprüchen 1 "bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die "beiden parallel und geneigt verlaufenden Seitenwände (5) des Behälters durch eine Rinne (11) bzw. ein Abweisblech (12), die zweckmäßigerweise gebogen sind, verlängert sind.

14·. Zelle nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (5) des Behälters durch ebene, praktisch gerade verlaufende ebene Sander (6) verlängert sind, die durch Verbindungsstücke (4-7) zusammengehalten werden, die auf diese aufgeschoben werden.

15· Zelle nach den Ansprüchen 1 bis 14-, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusammen mit dem transparenten Deckel (3) vorfabriziert wird, der dicht auf den Behälter (2) aufgesetzt ist.

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