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Daohpfanne aus Zementestrich
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und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Neuerung betrifft eine Daohpfanne
aus Zementestrich und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
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Die Kollektion von Sonnenwärme auf dem Hausdach geschieht zur Zeit
durch Sonnenkollektoren, die mit oder ohne Glasabdeckung Wärme durch eine FlUssigkeit
in Rohrschlangen aufnehmen und der gewünschten Verwendung (Brauchwasser, Heizung,
Wärmetauscher usw.) zuführen.
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Bei diesen Formen der Kollektion von Sonnenwärme besteht das Problem,
daß die dafür erforderlichen Anlagen im Verhältnis zum Ertrag zu aufwendig sind,
d.h. daß die erzielte Ersparnis an anderen Energieträgern (Kohle, Ö1, Erdgas usw.)
den Kapita: dienst für die Investition nicht deckt. Auch die Verwendung einfacherer
Kollektoren, z. B. Kunststoffröhrenmatten oder Röhrenplatten aus Metall, lösen das
Problem wegen zu geringer Lebenserwartung-oder zu hoher Investitionskosten nicht.
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Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu
vermeiden. Dies wird bei einer wie eingangs erläuterten Dachpfanne erreicht durch
eingelagerte flexible Kunststoffrohre, die von einer Flüssigkeit durchströmbar sind.
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Dadurch wird es möglich, für die Aufnahme von Sonnen- oder auch Umlurtenergie
die traditionelle .Dachpfac-o in abgeänderter Form weiter zu verwenden.
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Weitere vorteilhafte Merkmale der Neuerung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Ein in die Pfanne eingearbeitetes System aus membrandünnen Kunststoffrohren
gewährleistet, daß die durch die Pfanne fließende Flüssigkeit die Wärmeenergie in
hohem Maße aufnimmt. Die geringere Wärme durchlässigkeit des Materials der Zementpfanne
(Zementestrich) wird dadurch weitgehend aufgehoben, daß das Röhrensystem nur wenige
Millimeter unter der Pfannenoberfläche verläuft und die Pfannenoberseite auf geeignete
Weise wärmeaufnehmend -und zugleich witterungsbeständig ausgestattet ist (z. B.
durch schwarzen Kunststoff-oder Teerlack). Zugleich sorgt eine mit der Pfanne festverbundene
Dämmschicht, z. B. Styropor, für die erforderliche Wärmedämmung an der Unterseite
der Pfanne. Eine unter dem Rohrsystem eingearbeitete Zementestrichmatte gewährleistet
im Bedarfsfalle die für Dachabdeckungen erforderliche Stabilität der Pfanne.
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Die neuerungsgemäße Pfanne besteht aus insgesamt vier Elementen: -
der Dämmschicht (Styropor schwer entflammbar) - der daraufliegenden Estrichmatte
- der dünnwandigen Kunststoffrohrschlange mit Eingangs-und Ausgangsmuffe - der auf
die Dämmschicht aufgegossenen und das Kunststoffrohr umfassenden Zementestrichschicht.-Die
Pfanne erscheint wegen der innigen Verbindung des Zementestrichs mit der Dämmschicht
(z.B. 20 mm + 20 mm) als eine Pfanne von ca. 40 mm Dicke. Ohne Flüssigkeitsmenge
ist sie Jedoch wegen des eingebetteten Rohrsystems weniger schwer als die gleich
große Zementpfanne.
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Die Dämmschicht wird außer zur Isolierung von der Dachinnenseite her
zur Abdichtung der Verbindung mit der seitlichen Pfanne und der Auflage auf die
darunterliegende Pfanne genutzt Wegen der guten Dichtungseigenschaften der Dämmschicht
kann die Pfanne bei der Auflage nach unten um gut die Hälfte kürzer überlappen als
bei traditionellen Pfannen.
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Das in die Zementestrichschicht eingebettete Kunststoffrohr verläuft
ganz im Innern der Pfanne so, daß bei normaler Verlegung der Pfanne keine Wassersäcke
entstehen, die Pfanne also bei Bedarf weitgehend entleert werden kann. An der Oberkante
der Pfanne endet das Kunststoffrohr mit einer Muffe so, daß diese mit der Oberseite
der Pfanne abschneidet. An der Unterkante der Pfanne endet das Kunststoffrohr mit
einer Muffe derart, daß diese mit der Dämmunterseite abschneidet.
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Zwei übereinanderliegende Pfannen werden dabei so verbunden, daß ein
kurzes Paßstück dicht in die beiden übereinanderliegenden Muffen der oberen und
unteren Pfanne hineingesteckt wird.
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Wegen der Dicke der Pfanne (ca. 40 mm) kann die seitliche Fal-z in
die Ebene der Dämmschicht verlagert werden. Dadurch wird erreicht, daß die Oberseite
der Pfanne und damit das gesamte Dach vom Röhrensystem durchzogen wird, also voll
für denWärmeabtransport zur Verfügung steht.
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Durch die feste Gußverbindung zwischen Zementestrich und Dämmschicht
sind die Bruchgerahren für die neuerungsgemäße Pfanne gering. Die Bruchsicherheit
kann im Bedarfsfalle dadurch heraufgesetzt werden, daß unterhalb des Röhrensystems
eine Zementestrichmatte eingebracht wird. Andererseits dürfte die Anforderungen
hinsichtlich der Bruchsicherheit für diesen Pfannentyp wegen der innigen Verbindung
der Zementestrichschicht mit dem Röhrensystem und der Dämmschicht erheblich reduzierbar
sein.
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Die weiche Dämmschicht der Pfannenunterseite erlaubt eine besonders
einfache Verlegung dieser Pfanne dadurch, daß sie auf die mit einer Zahnung ausgestattete
Dachlatte gedrückt wird und unverrückbar aufliegt.
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Funktionsweise: Das mit der ne.erungsgemEßen Pfanne belegte Dach arbeitet
in der Regel mit einem geschlossenen Flüssigkeitskreislauf wie folgt: 1. Von dem
auf dem Dachboden aufliegenden Zubringerrohr geht eine Abzweigung in Jede senkrecht
übereinanderliegende Pf annenreihe. Dadurch steigt die Flüssigkeit von Pfanne zu
Pfanne senkrecht hoch und fließt in Firsthöhe in ein Sammlerrohr, von dort in einen-Wärmetauscher
bzw. eine Wärmepumpe, von dort in die Umwälzpumpe zurück zum unteren Zubringerrohr.
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2 Als Flüssigkeit kann frostgeschütztes Wasser, aber auch jedes andere
Medium verwendet werden, gegen das das in die Pfanne eingebettete Kunststoffrohr
resistent ist.
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3. Die Flußrichtung von unten nach oben gestattet es, mit minimaler
Pumpleistung auszukommen und trotzdem sicherzustellen, daß das gesamte Röhrensystem
des Daches ständig gefüllt ist.
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4. Eine stufenlos thermisch gesteuerte Pumpe gewährleistet, daß der
Flüssigkeitskreislauf dem Bedarf an Wärmetransport ständig angepasst ist. Dabeikommt
der Kreislauf zum Stillstand, wenn eine Wärmeaufnahme nicht lohnt. Entsprechend
erhöht sich die Geschwindigkeit, wenn der Wärmeabtransport stärker erwünscht oder
sogar erforderlich ist.
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5. Durch Dimensionierung der Wärmepumpe bzw. des Wärmetauschers wird
garantiert, daß auch an heißen Tagen eine bestimmte Flüssigkeitshöchsttemperatur
eingehalten wird.
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Eine Ausführungsform der Neuerung ist in den Zeichnungen wiedergegeben.
Es zeigen Fig. 1 in Draufsicht eine Pfanne mit den handelsüblichen Abmessungen,
Fig. 2 Auf- und Seitenrisse entsprechend den in Fig. 1 angegebenen Schnittlinien
A-B, C-D und E-F, Fig. 3 die Verbindung der Röhren von Pfanne zu Pfanne, Fig. 4
einen vergrößerten Ausschnitt gemäß dem Kreis in Fig. 9 Fig. 5 den schematisch dargestellten
Kreislauf der Flüssigkeit In den Fig. 1 und 2 sind die flexiblen, von einer Flüssigkeit
durchströmten Kunststoffrohre mit 1 bezeichnet. Mit 2 ist die Pfannenschicht aus
Zementestrich, mit 5 die Dämmschicht und mi 4 die Estrichmatte beziffert. Die nach
unten bzw. oben fUhrenden Muffen zur Aufnahme des in dieser Figur nicht dargestellten
Verbindungsstücks tragen die Bezugszeichen 5 und 6.
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7 bezeichnet die in die Dämmschicht hinein- geführte Falz zur Aufnahme
der seitlich anschließenden Pfanne. In Fig. 3 ist ein Dachsparren 8 mit Dachlatten
9 und daraufliegenden Pfannen 10 dargestellt.
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Fig. 4 gibt dasUtereinanderliegen zweier Dachpfannen 10 mit unterer
Muffe 5 und oberer Muffe 6 sowie mit Verbindungsstück 11 wieder. Fig. 5 zeigt das
Schema des Flüssigkeitskreislaufs mit Angabe der Flußrichtung 12 des Durchflussos
durch eine senkrecht übereinanderliegende Pfannenreihe 13, den Wärmetauscher bzw.
die Wärmepumpe 14 und die Kreislaufpumpe 15.
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Bei der Herstellung der neuerungsgemäßen Pfanne wird die darunterliegende
Dämmschicht nach Art einer Verschalung ausgeformt. Die Rohre zweier übereinanderliegender
Pfannen werden durch ein Stecksystem dicht miteinander verbunden.
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