DE2818475A1

DE2818475A1 - Dachziegel und dazugehoerige anordnung fuer die gewinnung der sonnenenergie

Info

Publication number: DE2818475A1
Application number: DE19782818475
Authority: DE
Inventors: Heiner Bauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Bauer Peter 8501 Seligenporten De
Priority date: 1978-01-21
Filing date: 1978-04-27
Publication date: 1979-10-31

Description

"Dachziegel und dazugehörige Anordnung für die
Gewinnung der Sonnenenergie" (Zusatz zu P 28 02 682.6) Die Erfindung betrifft einen Dachziegel und dazugehörige Anordnung für die Gewinnung der Sonnenenergie, wobei der Dachziegel hohl ausgebildet ist und mit einem Zu-und Abfluß für die Durchleitung eines zu erwärmenden Mediums versehen ist, und wobei die im Einbauzustand oben liegende Wand des Dachziegels zumindest auf einem Teil ihrer Fläche dem Auffangen der Sonnenwärme dient und der Dachziegel zumindest auf einem Teil seiner Fläche als Wärmeabsorber, z. B. in Form einer dunklen oder schwarzen Beschichtung, ausgebildet ist, entlang dem das Medium geführt wird, wobei die wärmeauffangenden und die wärmeabsorbenden Wandteile übereinander angeordnet sind. Hierzu ist mit dem Hauptpatent P 28 02 682.6 für die Erwärmung eines Fluids, wie Wasser, vorgeschlagen, daß die im Einbauzustand oben liegende Wand des Dachziegels zumindest auf einem Teil ihrer Fläche durchsichtig ist und daß die im Einbauzustand untere Wand des Dachziegels zumindest auf elnei Teil dieser Fläche als Wärmeabsorber, z. B. in Form einer dunklen oder schwarzen Beschichtung, ausgebildet ist, über den das Fluid läuft, wobei die durchsichtigen und die wärmeabsorbenden Wandteile übereinander angeordnet sind.
Der Dachziegel und die dazugehörige Anordnung nach dem Hauptpatent haben sich bewährt.
Mit der vorliegenden Erfindung sollen weitere Ausgestaltungen eines Dachziegels gemäß der eingangs genannten Gattung im Sinne der Aufgabenstellung des Hauptpatentes geschaffen werden, nämlich zwecks Bildung eines Dachziegels, der mit relativ geringen Kosten herstellbar ist und eine gute Ausnutzung der Sonnenenergie, d. h. Umsetzung in Erwärmung eines Mediums ermöglicht und dabei eine weitgehende Anpassung an die übliche architektonische Gestaltung und das Aussehen von Ziegeldächern ermöglicht, wobei zugleich die dazugehörige Anordnung ebenfalls mit geringen Kosten herstellbar sein soll. Dabei wird auch das Ziel angestrebt, die Dachziegel und die dazugehörige Anordnung ohne allzugroße Umrüstungskosten nachträglich an schon vorhandene Dächer anbringen zu können.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird in Weiterbildung des Erfindungsgedankens des Hauptpatentes bei einem Dachziegel der eingangs genannten Gattung vorgeschlagen, daß ein gasförmiges oder flüssiges Medium in einem geschlossenen System fließt, daß in oder an den Ziegeln sich jeweils der Wärme ausgesetzbB das Medium führende Leitungsabschnitte befinden und daß die Enden dieser Leitungsabschnitte Anschlüsse, bzw. Anschlußmöglichkeiten zu den weiteren Teilen des o. g. Systemes bilden. Das Medium kann flüssig, also Wasser oder eine Salzlösung und dergleichen mehr sein. Das Medium kann auch gasförmig sein, z. B. zu erwärmende Luft einer Warmluftheizung. Statt Luft könnte aber auch ein anderes Gas, z. B. ein Gas von hoher Wärmespeicherfähigkeit vorgesehen werden. Die Erfindung ermöglicht die Verbindung der Vorteile des Erfindupgsgedankens des Hauptpatentes mit den Vorteilen der rührung des Mediums in einem geschlossenen System (wie ein Leitungs- oder Rohrsystem), wobei die hierdurch entstehenden Mehrkosten verhältnismäßig gering sind. Dies wird sich aus den späteren Ausführungen im einzelnen ergeben. In einem geschlossenen Rohr- oder Leitungssystem kann das Medium unter Druck umlaufen. Dies ist z. B. bei höheren Häusern notwendig. Der Umlauf des Mediums erfolgt praktisch verlustfrei. Die Erfindung des Hauptpatentes ist somit auch mittels eines gasförmigen Mediums zu verwirklichen.
Ein Dachziegel nach der Erfindung ist mit einem fabrikatorisch verhältnismäßigen einfachen Aufwand und in den üblichen Ziegelformen, z. B. Biberschwanz-Ziegel, Falz-und Strangfalz-Ziegel, Press-Ziegel, "Mönch und Nonne" usw. herstellbar. Die Leitungsabschnitte können entweder in die Ziegel eingelegte Rohre oder auch Kanäle, Bohrungen, Hohlräume oder dergleichen des Ziegels selber sein, wobei der Ziegel selber als Absorber wirken kann. Wie erwähnt, kann das Medium drucklos oder mit Druck von einem Ziegel in den anderen und von dort in das gesamte Rohr- oder Leitungssystem fließen. 1)ie erfindugsgenäßen Ziegel können auf eine schon bestehende oder neu geschaffene Verlattung verlegt werden und zwar nach den üblichen handwerklichen Regeln. Damit ist die Erfindung insbesondere für die Ausgestaltung schon vorhandener Häuser und dabei vor allem auch kleinerer Häuser einsetzbar. Selbstverständlich kann sie auch für neu zu erstellende Häuser vorgesehen werden.
In beiden Fällen bildet sie zugleich die übliche Ziegelabdeckung, die sich architektonisch nicht oder nur unwesentlich von den üblichen Ziegelabdeckungen unterscheidet, und ferner den Wärmeumsetzer von der Sonnenwärme in das Medium.
Es ist ein Charakteristikum dieser Erfindung und der des ilauptpatentes, daß der Ziegel in seiner herkömmlichen Form beibehalten wird, man also die ollektortechnik an die Dachziegeltechnik anpasst, so daß der Dachdecker im wesentlichen wie bisher arbeiten kann. Die Erfindung kann ferner dazu dienen, Grundwärme in der Wasserversorgung und dergleichen zu schaffen.
Flexible Anschlußleitungen mit einfach herzustellenden Anschlüssen, z. B. Steckanschlüssen, gewährleisten gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung nicht nur eine schnelle und einfache Verbindung der Leitungsabschnitte von einem Ziegel zum anderen, bzw, von den Ziegeln zum Leitungs- oder Rohrsystem. Sie ermöglichen auch die Durchführung dieser Anschlußarbeiten vom Inneren des Dachstuhles her, da sich die Leitungen des Systemes und die Anschlüsse der Ziegel an den Wandteilen oder Stirnkanten der Ziegel befinden können, die vom Dachstuhl her zugängig sind. Damit sind diese Arbeiten aber gefahrlos und mit relativ geringen Kosten durchführbar. Die Flexibilität der Leitungen ermöglicht ein Verschieben der Ziegel zueinander, bzw. zum Dachstuhl, ohne daß hierdurch Teile der Ziegel oder des Leitungssystemes beschädigt werden.
Im übrigen wird auf den Offenbarungsinhalt des Hauptpatentes Bezug genommen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der nachstehenden Beschreibung und der dazugehörigen Zeichnung von erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Die im wesentlichen schematische Zeichnung zeigt: Fig. 1: Perspektivisch eine Teilfläche eines nach der Erfindung ausgestalteten Daches, Fig. 2: einen Querschnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3: einen Längsschnitt gemäß der Linie 111-111 in Fig. 1, Fig. 4 weitere Ausführungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Dachziegels in einem Schnitt analog der Linie III-III in Fig. 1.
Auf der üblichen Verlattung 1 eines Dachstuhles 2 sind die Ziegel 3, im vorliegenden Ausfülirungsbeispiel Biberschwanz-Ziegel, in üblicher Weise verlegt. Zwecks Ausgleich von Wärmedehnungen sind die Ziegel zueinander beweglich. Die erfindungsgemaßen Dachziegel können entweder die ganze Dachfläche oder nur einen Teil derselben bedecken (siehe Zeichnung).
Das kalte Medium, z. B. Wasser, wird im Beispiel der Fig. 1 von einem geschlossenen Leitungs- oder Rohrsystem her bei 4 zugeführt. In diesem Ausführungsbeispiel befinden sich im Ziegel ein Zuleitungsrohr 5 und ein Ableitungsrohr 6, die beide in nutförmigen, gegebenenfalls an ihrer Oberseite abgedeckten Aussparungen 7 des Ziegels angeordnet sind. In dem besonders die Sonnenwärme aufnehmenden, eine durchsichtige Abdeckung aufweisenden Ziegelteil 3' sind an die Rohre 5, 6 zick-zack- oder mäanderförmig verlaufende Rohre 8 angeschlossen. Es versteht sich, daß bevorzugt der Rohrabschnitt 5, 8, 6 ein in sich einstückiges Rohr ist. Fig. 3 läßt erkennen, daß sich oberhalb des Rohrabschnittes 8 die durchsichtige Abdeckung 9 aus Glas oder Kunststoff, z. B. aus einer Kunststoffolie, unter kalb befindet und daß unmittelbar/des Rohrabschnittes 8, gegebenenfalls in einem Abstand davon, eine dunkel gefärbte Absorberschicht 10 vorgesehen ist. Hinsichtlich der möglichen Ausgestaltungen der durchsichtigen Abdeckung 9 und der Absorberschicht 10, sowie der Anbringung dieser Teile am Ziegel wird zwecks Vermeidung von Wiederholungen auf den Offenbarungsinhalt des EIauptpatentes Bezug genommen.
Mittels einer leicht herzustellenden und zu lösenden Verbindung, z. B. einer Steckverbindung 11, wird das das warme Medium führende Ableitungsrohr 6 mit einer flexiblen oder biegbaren Verbindungsleitung 12 verbunden. Diese kann wiederum über eine entsprechende Steckverbindung 11 mit dem Zuleitungsrohr 5 des benachbarten Ziegels verbunden werden usw. Ebenso ist mittels solcher Steckverbindungen 11 auch der Anschluß an die übrigen, hier nicht dargestellten Leitungen des in sich geschlossenen Leitungs- oder Rohrsystemes, der Anschluß zu einer Pumpe usw. möglich.
Das in diesem Ausführungsbeispiel erwärmte Wasser kann einem Wärmespeicher, dem Boiler einer Heizung, einer Wärmepumpe und dergleichen zugeführt werden und zwar drucklos oder mit Druck.
Die untere Wand 13 des Ziegels kann entweder selber den Absorber bilden oder damit belegt sein. Die letzgenannte Ausführungsmöglichkeit zeigt Fig. 4, wobei der Absorber 10' mit Hohlräumen 14 versehen ist, durch die das Medium fließt. Die Anschlüsse der Hohlräume 14 an das Leitungssystem sind in dieser F4gurs ebenso wie in den Ausführungsbeispielen der Fig. 5 bis 7, der Einfachheit halber nicht gezeichnet Im Ausführungsbeispiel der Figuren 3 und 4 ist jeweils zwieschen der Glasscheibe 9 und dem Absorber bzw. den das Medium führenden Rohren oder dergleichen ein Holraum 15 vorgesehen, der von den Sonnenstrahlen erwärmt wird. Die Wand 9 könnte doppelschichtig sein. Sie könnte auch aus einem besondersisolierendem Material (z.B. aus einem Kunststoff) oder aus einem Glas bestehen, in das Luft- oder Glasblasen eingeschlossen sind.
Ein Ziegel könnte auch aus zwei Glasscheiben oder -hälften zusammengesetzt werden, wobei die untere geschwärzt und die oben liegende durchsichtig ist und zwischen beiden So'neben sich eine Luftschicht und das Medium führende Leitungen oder dergleichen befinden. Der Ziegel könnte auch aus einem anderen Material als Ton sein, z. B. aus Metall.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher sich im Material des Ziegels 3" Bohrungen, Kanäle oder dergleichen 16 befinden, durch welche das Medium fließt. Ein solcher Ziegel kann in üblicher Weise aus Ton gebrannt sein oder aus einem anderen, wetterbeständigen Material bestehen (z.B. Glas, Metall oder dergleichen, wie oben erwähnt). An seiner der Sonne zugekehrten Oberseite kann der Ziegel mit einer dunklen Absorberschicht 17 belegt sein, z. B. V2A-Stahl, welche die Wärme an das gesamte Ziegelmaterial und damit an den Raum 16 weitergibt. Die Form der Hohlräume oder Aussparungen 16 und deren Anzahl pro Ziegel kann beliebig gewählt werden. Bei Wegfall der Schicht 17 wirkt der Ziegel mit seiner Masse selber als Absorber.
Gemäß Fig. 6 kann auf dem Ziegel eine Absorberschicht 18 aus einem dunklen, wetterbeständigen Material, z.B. ebenfalls V2A-Stahl aufgebracht sein, in der sich ein oder mehrere Kanäle oder Hohlräume 19 für den Durchfluß des Mediums befinden. In einer Abwandlung dieser Ausführungsform können gemäß Fig. 7 entsprechende Hohlräume, Rohre oder dergleichen 19' zwischen der Absorberschicht 18' und dem Ziegel vorgesehen sein. In beiden vorgenannten Ausführungsbeispielen erfolgt ein unmittelbarer Wärmeübergang von der Absorberschicht 18, bzw. 18' auf das in den Rohren, Kanälen oder dergleichen 19, 19' fließende Medium.
Falls die Rohre, Kanäle oder dergleichen von oben nach unten durch die Ziegel durchlaufen, kann ein flüssiges Medium im freien Fall, also drucklos, hindurchfließen.
Es ist aber auch bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 4 bis 7 möglich, die Hohlräume, Rohre oder dergleichen für die Führung des Mediums zick-zack- oder mäanderförmig verlaufen zu lassen, wie es im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 dargestellt ist. In diesem Fall ist ein Transport des Mediums durch eine Pumpe erforderlich.
Ein Pumpenbetrieb könnte selbstverständlich auch bei einer Ausbildung der Hohlräume, Kanäle oder dergleichen gemäß den Figuren 4 bis 7 vorgesehen sein.
Wie erwähnt könnte die Erfindung auch bei allen anderen gebräuchlichen Ziegelformen verwirklicht werden.
Hierbei ergeben sich Ausgestaltungen ähnlich dem Hauptpatent, auf dessen Offenbarungsinhalt auch an dieser Stelle verwiesen wird. So kann bei Dachziegeln in Form von "Mönch und Nonne" zwischen den oberen Kanten der "Nonne" eine durchsichtige Wand vorgesehen sein, auf der sich der "Mönch" abstützt, wobei die nach oben gewandte Fläche der "Nonne" mit einer Absorbtionsschicht versehen ist, in der oder auf der sich Rohre, Leitungen oder Hohlräume zur Durchleitung des Mediums befinden. Bei Ausbildung des Dachziegels als Falz- oder Strangfalz-Ziegel, als Press-Ziegel oder als Pfanne ist eine durchsichtige Wand oder Wandteil vorgesehen, unter der sich ein Zwischenraum befindet. Die unterhalb dieses Zwischenraumes befindliche, nach oben gekehrte Seite der unteren Ziegelwand ist mit der Wärmeabsorbtionsschicht versehen, auf der oder in der sich die Rohre, Leitungen oder Hohlräume zur Durchleitung des Mediums befinden.
Die Zu- und Ableitungen der Rohre, Kanäle oder dergleichen in Ziegeln können sich nicht nur an den Stirnseiten befinden, wie es in den Ausführungsbeispielen dargestellt ist, sondern auch an den Längsseiten der Ziegel. Entsprechend den jeweiligen örtlichen Gegebenheiten, Anforderungen und mit Energie zu versorgenden Anlagen können die Ziegel, bzw. eine bestimmte Anzahl von Ziegeln zusammengeschaltet werden und für sich den Wärmespender eines bestimmten Medium-Kreislaufes bilden. So kann z. B. ein Teil einer Dachfläche zur Erwärmung eines Schwimmbades und der andere Teil zur Erwärmung eines Warmwasserboilers dienen und dergleichen mehr.
Alle dargestellten und beschriebenen Merkmale, sowie ihre Kombinationen untereinander, sind erfindungswesentlich.
- Ansprüche -

Claims

Patent- und Schutzansprüche Dachziegel und dazugehörige Anordnung für die Gewinnung der Sonnenenergie, wobei der Dachziegel hohl ausgebildet ist und mit einem Zu- und Abfluß für die Durchleitung eines zu erwärmenden Mediums versehen ist, und wobei die im Einbauzustand oben liegende Wand des Dachziegels zumindest auf einem Teil ihrer Fläche dem Auffangen der Sonnenwärme dient und der Dachziegel zumindest auf einem Teil seiner Fläche als Wärmeabsorber z. B. in Form einer dunklen oder schwarzen Beschichtung, ausgebildet ist, entlang dem das Medium geführt wird, wobei die wärmeauffangenden und die wärmeabsorbenden Wandteile übereinander angeordnet sind, nach P 28 02 682.6, dadurch gekennzeichnet, daß ein gasförmiges oder flüssiges Medium in einem geschlossenen System fließt, daß in oder an den Ziegeln sich jeweils der Wärme ausgesetzte, das Medium führende Leitungsabschnitte befinden und daß die Enden dieser Leitungsabschnitte Anschlüsse, bzw. Anschlußmöglichkeiten zu den weiteren Teilen des Systemes bilden.
2. Dachziegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Leitungsabschnitte in Form von einer oder mehreren Bohrungen, ffohlkanäle, Hohlräumen oder dergleichen (16) im Ziegelmaterial befinden, wobei der Ziegel (3") selber als Absorber wirkt.
3. Dachziegel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf seiner Oberseite eine Absorberschicht (17) befindet.
4. Dachziegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsabschnitte (14, 19) in eine Absorberschicht eingebaut sind, wobei sich der Absorber innerhalb eines durch eine Glasschicht oder dergleichen (9) abgedeckten Hohlraumes (15) befindet (Fig. 4), oder auf der Oberseite eines Ziegels angebracht ist (Fig. 6).
5. Dachziegel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (17, 18) als dunkel gefärbte und gegen Witterungseinflüsse unempfindliche Schicht, z. B. V2A-Blech, an der oben gelegenen Ziegelwand befestigt ist (Fig.

5 und 6).
6. Dachziegel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (10) auf oder nahe der unten gelegenen Ziegelwand (13) vorgesehen ist, daß sich darüber ein das Nedium führendes Rohr (8) befindet, darüber ein luftgefüllter Raum (15) und darüber eine durchsichtige Schicht, z. B. Glas, (9) vorgesehen ist (Fig. 3 und 4).
7. Dachziegel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hohlräume, Rohre oder dergleichen (19') für den Durchfluß des Mediums an der Unterseite eine Absorberschicht (18') befinden, die auf dem Ziegel aufgebracht ist (Fig. 7).
8. Dachziegel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen wie Rohre, Kanäle, Hohlräume oder dergleichen für die Durchleitung des Mediums durch den Ziegel zickzack-förmig oder mäanderartig verlaufen.
9. Dachziegel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Leitungs-oder Rohrabschnitte, insbesondere Zu- und Ableitungen (5, 6) zu mäanderartigen oder zick-zackförmigen Rohrabschnitten (8) sich in nutartigen Aussparungen (7) des Ziegels befinden.
10. Dachziegel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Eingang und Ausgang der Leitungsabschnitte des Ziegels sich entweder an einer Schmalseite, oder an einer Längsseite oder an einer Schmal- und einer Längsseite des Ziegels befinden.
11. Dachziegel und dazugehörige Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet, durch leicht, z. B. mittels eines Steckanverbindbare schlusses (11), flexible Anschluß- oder Verbindungsleitungen (12) von Ziegel zu Ziegel, oder vom Ziegel zum Rohr- bzw. Leitungssystem.
12. Dachziegel und dazugehörige Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Regelung der Menge des umlaufenden Mediums mittels einer Pumpe.
13. Dachziegel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei Dachziegel in Form von "Mönch und Nonne" zwischen den oberen Kanten der "Nonne" eine durchsichtige Schicht (Glas oder dergleichen) vorgesehen ist, auf der sich der "Mönch" abstützt, wobei die nach oben gewandte Fläche der 'Nonne" mit einer Absorbtionsschicht versehen ist, in oder auf oder unter der sich Rohre, Leitungen oder Hohlräume oder dergleichen für die Führung des Mediums befinden.
14. Dachziegel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung des Dachziegels als Falz- oder Strangfalzziegel, Pressziegel oder Pfanne oberseitig eine durchsichtige Wand oder Wandteil vorgesehen ist, die zur unteren Wand des hohl ausgebildeten Ziegels einen Zwischenraum bildet, wobei die nach oben gekehrte Fläche der unteren Ziegelwand mit einer Wärmeabsorbtionsschicht versehen ist, auf, in oder unter der sich Rohre, Leitungen oder Hohlräume für die Führung des Mediums befinden.