DE2832415A1

DE2832415A1 - Kollektordachplatte zur nutzung von umweltenergie

Info

Publication number: DE2832415A1
Application number: DE19782832415
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl Ing Stuber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-07-24
Filing date: 1978-07-24
Publication date: 1980-02-07

Description

Kollektordachplatte zur Nutzung von Umweltenergie
Die Erfindung betrifft eine Kollektordachplatte zur Nutzung von Sonnenenergie, Luftwärme, Regenwärme und Latentwärme sowie zur vollwertigen und vollständigen Bedeckung von Dächern aller Art, insbesondere für den Einsatz im Zusammenhang mit einer Wärmepumpe und/oder einer Niedertemperaturheizung mit Brauchwarmwasserbereitung für Haushalt und Gewerbe.
Um bei die Umweltenergie nutzenden Anlagen die notwendigen Heizleistungen für Wohnhäuser und Gewerbebetriebe aufzubringen, sind meistens sehr große Wärmeaufnahmeflächen erforderlich, die es sinnvoll machen, die ganzen Dachflächen und gegebenenfalls auch die Wände zur Wärmeaufnahme heranzuziehen. Dies wird aber erst durch äußerst preisgünstige Kollektoren erschwinglich.
Da ein Sonnenkollektor nicht nur Wärme aufnimmt, sondern je nach Höhe der gewünschten Temperatur und den Witterungsgegeben heiten eine erhebliche Menge der bereits aufgenommenen Wärme wieder in Form von Strahlung und Konvektion an die Umgebung abgibt, wurden immer aufwendigere und daher zwangsläufig teuerere Kollektoren hergestellt mit dem Ziel, die Verluste zu senken und dadurch den Kollektor günstiger und wirtschaftlicher einsetzen zu können.
Dabei zeigt sich aber immer deutlicher, daß mit diesen aufwendigen und teueren Kollektoren die Amortisation einer Solaranlage eher nachteilig beeinflußt wird. Außerdem ist die Lebensdauer der Sonnenkollektoren allgemein und insbesondere die Lebensdauer einiger Kollektorabdeckungen bisher zu optimistisch beurteilt worden. Ein weiterer erheblicher Nachteil solcher aufwendigen Kollektoren ist die mehr oder weniger starke und störende Reflexion und die unschöne Dachansicht. Besonders nachteilig ist aber, daß diese Kollektoren in der überwiegenden Zeit des Jahres überhaupt nicht oder nur in unbedeutendem Umfang den beabsichtigten Energiebedarf decken können, da wegen des unzureichenden Strahlungsangebots die erforderlichen Temperaturen vom Kollektor nicht erbracht werden und eine Langzeitspeicherung auf absehbare Zeit nicht sinnvoll ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sehr billige und äußerst langlebige Kollektordachplatte herzustellen, die durch ihre Einfachheit und ihre Mehrfachnutzung die Amortisation einer Solaranlage günstiger beeinflußt als aufwendige und teuere Kollektoren. Außerdem soll diese Kollektordachplatte keinerlei Reflexionen aufweisen und in der Dachansicht herkömmlichen Ziegel- oder Schieferdächern sehr nahekommen sowie durch ihre Eigenschaft als vollwertige Dachabdeckung mit gleichzeitiger Dachisolierung den Preisvorteil noch unterstützen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie in zwei Schichten aufgebaut ist, von denen die äußere Schicht aus einer Wärmeleitmasse mit darin eingebetteten, mit Drähten und/ oder Blechteilen verbundenen Rohren und die innere Schicht aus einer tragfähigen Platte aus einem wärmeisolierenden Werkstoff besteht.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere in einer extrem billigen und langlebigen Kollektordachplatte, die sich außerdem durch die einfache Art der Aufhängung und die regenseitige Abdichtung auszeichnet. Der Anspruch der Langlebigkeit der Kollektordachplatten wird durch die langjährigen Erfahrungen mit Stahlbetonfertigelementen in allen Bereichen der Bauwirtschaft überzeugend untermauert. Da diese Kollektordachplatten insbesondere im Zusammenhang mit Wärmepumpen zur Beheizung von Gebäuden aller Art eingesetzt werden sollen, wird wegen des meist unzulänglichen Strahlungsangebots der Sonne während der Heizperiode die Aufnahmeleistung pro Quadratmeter Kollektordachplatten-Oberfläche so gering sein, daß trotz des einfachen Aufbaus das Temperaturgefälle zwischen den Rohren sehr gering ist. In den Sommermonaten kann andererseits wegen des großen Strahlungsangebots im Zusammenhang mit dem dann überdimensionierten Solardach leicht ein größeres Temperaturgefälle zwischen den Rohren in Kauf genommen werden.
Ein weiterer durch die Erfindung erzielter Vorteil ist die Mehrfachnutzung der Kollektordachplatten, indem nämlich Sonnenenergie, Luftwärme, Regenwärme und Latentwärme genützt wird, was erst durch den Wegfall einer durchsichtigen Abdeckung und durch die absolute Unempfindlichkeit gegenüber Kondenswasser erzielt wird. Weiterhin kann durch Schmutz der Wirkungsgrad der Kollektordachplatten nicht nennenswert verschlechtert werden.
Als weiterer Vorteil kann die Dachdeckfunktion der Kollektordachplatten bei gleichzeitiger Dachisolierung und absoluter -Blendfreiheit angesehen werden. Da diese Kollektordachplatten nicht in der Lage sind, so hohe Temperaturen zu erzeugen, daß Dampfbildung entsteht, ist auch ein wichtiger sicherheitstechnischer Aspekt erzielt.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 enthalten, welche nachstehend anhand eines in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert wird. Es zeigen: Fig. 1 a die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Kollektordachplatte, Fig. 1 b die Seitenansicht der Kollektordachplatte gemäß Fig. 1 a, Fig. 1 c die Draufsicht auf die Kollektordachplatte gemäß den Fig. 1 a und 1 b, Fig. 2 den Längsschnitt durch das linke Ende der Kollektordachplatte gemäß Fig. 1 a, Fig. 3 a die Vorderansicht von zwei Kollektordachplatten an der Überdeckungsstelle, Fig. 3 b die Draufsicht auf zwei Kollektordachplatten gemäß Fig. 3 a und Fig. 4 zwei seitlich aneinanderstoßende Kollektordachplatten.
Wie aus den Figuren 1 a bis 1 c ersichtlich, besteht die Kollektordachplatte aus einem im wesentlichen rechteckigen, plattenförmigen Körper mit einer inneren Schicht 2 und einer äußeren Schicht 3. Am linken Ende, d.h. nahe dem oberen Ende der verlegten Kollektordachplatte ist die sich über die gesamte Breite erstreckende Nut 1 angeordnet, welche dazu dient, die Kollektordachplatte in der von üblichen Dachziegeln her bekannten Art in Dachlatten einzuhängen. Die äußere Schicht 3 besteht aus einer Wärmeleitmasse, z. B. Beton; und die innere Schicht besteht aus einem schlecht wärmeleitenden Werkstoff. An den Längskanten der äußeren Schicht 3 sind aufrechtstehende, stegförmige Elemente 4, z. B. in der Kollektordachplatte einseitig verankerte Blechstreifen, angeordnet, auf deren Funktion noch eingegangen wird.
In die äußere Schicht 3 sind Rohre 8 eingebettet, die, wie aus Fig. 2 ersichtlich, mit- und untereinander durch Drahte und/oder Blechteile 9 verbunden sind, derart, daß die Drähte und/oder Blechteile gleichzeitig als Armierung und zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit der Wärmeleitmasse dienen. Die Rohre 8 sind - wie aus Fig. 1 c ersichtlich - zu einem mäanderförmigen Rohrstrang 7 verbunden und jeweils am Anfang und am Ende mit Anschlüssen 6 versehen.
Die Figuren 3 a und 3 b zeigen in verschiedenen Ansichten die Überdeckungsstelle von zwei verlegten Kollektordachplatten. Wie bereits erwähnt, soll die Breite der äußeren Schicht 3 am linken (oberen) Ende der Kollektordachplatte geringfügig, beispielsrfeise um die zweifache Stärke der Elemente 4, größer sein als am rechten (unteren) Ende Da außerdem die innere Schicht 2 am unteren Ende der Kollektordachplatte etwas abgesetzt ist, können diese einander überlappen, wobei die Elemente 4 dicht nebeneinander zu liegen kommen.
Die Verbindung der Kollektordachplatten erfolgt - wie in Fig. 4 verdeutlicht - dadurch, daß eine langgestreckte Verbindungsklammer 10, beispielsweise ein längsgeschlitztes Rohr oder ein Form- oder Biegeteil, über die nebeneinander liegenden Elemente 4 geschoben ist. Auf der Verbindungsklammer bzw. als Bestandteil der Verbindungsklammer können gleichzeitig auch die Rohre befestigt sein, in denen das die Wärme transportierende Medium befrert wird.

Claims

Anspruche Kollektordachplatte zur Nutzung von Sonnenenergie, Luftwärme, Regenwärme und Latentwärme sowie zur vollwertigen und vollständigen Bedeckung von Dächern aller Art, insbesondere für den Einsatz im Zusammenhang mit einer Wärmepumpe und/oder einer Niedertemperaturheizung mit Brauchwarmwasserbereitung für Haushalt und Gewerbe, dadurch gekennzeichnet, daß sie in zwei Schichten (2, 3) aufgebaut ist, von denen die äußere Schicht (3) aus einer Wärmeleitmasse mit darin eingebetteten, mit Drähten und/oder Blechteilen (9) verbundenen Rohren (8) und die innere Schicht (2) aus einer tragfähigen Platte aus einem wärmeisolierenden Werkstoff besteht.
2. Kollektordachplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte bzw. Blechteile mit den Rohren durch Schweißen, Löten oder dergleichen verbunden sind.
3. Kollektordachplatte nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeleitmasse Beton verfendet ist.
4. Kollektordachplatte nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die tragfähige Platte aus einem selbst tragfähigen wärmeisolierenden Werkstoff besteht.
5. Kollektordachplatte nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die tragfähige Platte aus einem nicht selbst tragfähigen wärmeisolierenden Werkstoff besteht, in die ein Tragelement aus schlecht wärmeleitendem Werkstoff eingebettet ist.
6. Kollektordachplatte nach den Ansprüchen 1 bis 3 und einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schicht entlang ihrer Längserstreckung in der Breite geringfügig verjüngend ausgebildet und an den Längskanten mit stegförmigen, aufrechtstehenden Elementen (4) versehen sowie die innere Schicht genau rechteckig ausgebildet ist.
7. Kollektordachplatte nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 6 sowie einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch Fekennzeichnet daß die innere Schicht am oberen Ende der Kollektordachplatte eine sich über ihre gesamte Breite erstreckende Nut (1) aufweist.
8. Kollektordachplatte nach den Ansprüchen 1 bis 3, 6 und 7 sowie einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch æekennzeichnet, daß ,~ dao die Enden der zu einem mäanderförmigen Rohrstrang (7) geformten Rohre(8) auf der äußeren Schicht (3) als Anschlußstutzen (6) enden.
9. Kollektordachplatte nach den Ansprüchen 1 bis 3, 6 und 7 sowie einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der zu einem mäanderförmigen Rohrstrang (7) geformten Rohre (8) im Bereich der gegenseitigen Überlappung zweier Kollektordachplatten als gegenseitig steckbare, dichtende Anschlußstutzen enden.