DE3204409A1 - Waermesammler fuer dachziegel - Google Patents

Waermesammler fuer dachziegel

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DE3204409A1
DE3204409A1 DE19823204409 DE3204409A DE3204409A1 DE 3204409 A1 DE3204409 A1 DE 3204409A1 DE 19823204409 DE19823204409 DE 19823204409 DE 3204409 A DE3204409 A DE 3204409A DE 3204409 A1 DE3204409 A1 DE 3204409A1
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heat collector
roof tile
roof
heat
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DE19823204409
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Ernst Willi Dr. 7100 Heilbronn Haag
Paul Reim
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/60Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
    • F24S20/69Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings in the form of shingles or tiles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description

  • Bezeichnung: Wärmesammler für Dachziegel
  • Beschreibung: Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärme sammler für Ziegeldächer aller Art Hierbei wird auf oder in einem Dachziegel ein Wärmesammler aus vorzugsweise Metall an-oder eingebracht und mit hinter den Ziegeln angebrachten Wärmeleitungsrohren verbunden. Das System wird an einen Heizkreislauf bekannter Art angeschlossen und wirkt als Kollektor oder/und Absorbersystem.
  • Stand der Technik: Ein bekanntes Problem ist die nutzung eines Daches oder einer Fassade zur Energiegewinnung. Dabei wird darauf Wert gelegt, eine möglichst große Energiemenge aus der Umwelt zur Nutzung heranzuzichen. Dies kann z.B. geschehen durch Wärmestrahlung (Sonne) oder/und Wärmeleitung aus z.B. Umweltluft, Regen, wobei beide Systeme alternativ oder gleichzeitig verwendet werden können.
  • Bekannt sind: 1. Sonnenkollektoren hierbei wird vor allem die direkte Sonnenstrahlung zur Wärmeerzeugung verwendet. Die Kollektoren können belicbig aufgestellt werden oder auch auf das Dach montiert sein. Nachteile ergeben sich neben optischen Problemen durch hohe zusätzliche Anschaffungskosten und Kosten der ständigen Wartung. Aus diesem Grund wird meist nur eine relativ kleine Fläche, z.B. ein Bruchteil der Dachfläche mit Kollektoren bestückt. Bei gemäßigtem Klima ist die Nutzung von Kollektoren nur beschränkt möglich, vor allem in der Übergangszeit wird eine große Fläche benötigt, was die Sollektoren kaum rentabel werden läßt.
  • 2. Absorber 111er ist das Prinzip der Wärmeleitung vor allem maßgebend. Wärme wird aus Umweltluft, Regen u.a. gezogen und über einen Heizkreislauf, vorwiegend mit Wärmepumpe, genutzt. Das Prinzip funktioniert zufriedenstellend bei Verwendung von großen Flächen und gut wärmeleitendem Material.
  • a) Energiedächer Hierbei wird zumeist das Dach mit Flächenabsorben und einem angeschlossenen Rohrsystem gedeckt. Als Material ist Metall, wie z.B. Kupfer, Aluminium, Stahlblech schr gut geeignet. Bei Verwendung von Kunststoff ist der Wirkungsgrad geringer, wobei Kuiiststoff erhebliche technische Probleme hat, die in den physikalischen Eigenschaften dieses Materials begründet liegen, wie z.B. Längenausdehnung, Haltbarkeit, Probleme bei Temperaturdifferenzen, Verbindungsprobleme der Rohre preislich sind diese Energiedächer sehr teuer, da die ganze Fläche mit teurem, stabilen Metall abgedeckt wird, die Rentabilität ist in unserem Klima meist nicht gegeben. Optisch ergeben sich Probleme des Aussehens und der Anpassung an traditionelle Landschaftsgegebenheiten, Denkmalschutz und Bauvorschriften.
  • b) Leitungssysteme Dabei werden z.B. unter Dächern verschiedenster Art Leistungen verlegt, die aus Mctall oder Kunststoff sein können. Der Wirkungsgrad dieser Systeme ist völlig unbefriedigend, da zur Energieausbeute lediglich die Fläche der Rohre zur Verfügung steht, während die Encrgie im Ziegel weitgehend ungenutzt bleibt. Bei Verwendung von Metallrohren ist dieses System besser als bei Kunststoffrohren. Die Rentabilität ist in unseren Breiten nicht gegeben, da auch in der Regel die Verlegung nachträglich erfolgt bei hohen Kosten.
  • Aufgabe: Aufgabe der Erfindung ist es, ein preiswertes Energiesammel system zu entwickelnV das auf den Vorteilen der von alters her bekannten Ziegeldächern aufbaut und die auf das Dach abgestrahlte Energie und die Umweltwärme zur Nutzung heranzieht Lösung Die Aufgabe der Erfindung soll mit einem Wärmesammlersystem gelöst werden, das preiswert herzustellen ist, daher eine große Dachflaches eventuell das gesamte Dach, hiermit ausgerüstet werden kann und sich dann eine große Energieausbeute ergibt. Als Wärmesammler wird vorzugsweise Metall verwendet wie z.B. Kupferblech, Aluminiumblech, Eisen-Stahlblech. Gegen Witterungseinflüsse wird das Metall auf bekannte Art geschützt, wie z. bs Lackieren, Eloxieren1 Anodisieren usw..
  • Bei Verwendung von Aluminium kann z.B. auch ein strangge preßtes Profil angefertigt werden, das auf die gewünschte Länge abgesägt werden kann Der Wärmesammler kann z.B. auf der Oberfläche eines Dachziegels angebracht werden1 entweder direkt oder in einer dem Wärmesammler in den Abmessungen angepaßten Vertiefung.
  • Am einfachsten ist wohl ein gebogenes oder auf andere Art -geformtes Blech, angepaßt an die Abmessungen des Dachziegels. Denkbar und machbar ist sowohl die ganz oder teilweise Bedeckung der Dachziegeloberseite als auch der Dachziegelunterseite oder Verwendung anstelle von IIolzschindeln bei Biberschwanzdächern. Wird nur die flache Seite der Dachziegeloberseite mit dem Wärmesammlerblech abgedeckt, so kann dieses an der Dachziegelunterkante klammerä}inlich eingerastet werden. Nach Anpassung an die Fälze und Haltenocken des Dachziegels wird das Wärmesammlerblech über die Dachziegel oberkante geklemmt oder.geklebt.
  • Angeformt an das Wärmesanunlerblech ist eine Halterung für das Wärmeleitungsrohr, die für einen guten Kontakt und damit gute Wärmeleitung sorgt. Durch diese Halterung entsteht stich eine zusätzliche Verkettung und damit Befestigung der Ziegel untereinander und am Dach, z.B. als Sicherung gegen S turmschäden.
  • Bei gleichzeitiger Bedeckung der Dachziegelunterseite wird ein Wärmesammlerblech z.B. ringsumlaufend gestaltet, wobei sich die beiden Enden am Wärmesammlerrohr treffen. In diesem prall wird nicht nur die Umweltwärme draußen, wie z.B.
  • Sonneneinstrahlung, Luftwärme usw. genutzt, die entweder direkt vom Wärmesanimler aufgenommen wird oder indirekt über den Dachziegel als hervorragendes Speichermedium an den Wärme sammler abgegeben wird, sondern auch die hauseigene Wärme wieder aufgenommen.
  • Ein Wärmesammlerblech kann z.B. auch so ausgestaltet werden, daß die gesamte Oberfläche eines Dachziegels bedeckt wird. Als Unterseite kann dann ein normaler Ziegel beispielsweise verwendet werden oder man fertigt vorzug weise aus Kunststoff, geschäumtes oder ungeschäumtes Material, ein Ziegelunterteil, das hervorragende Isolierwirkung hat und in der Ausformung bekannten Ziegeln entspricht.
  • Farblich kann der Wärmesammler der Dachfarbe angepaßt werden, z.B. rot oder schwarz, wobei natürlich mattschwarz den besten Effekt haben wird; so ergibt z.B. die mattschwarze Anodisierung von Aluminium einen sehr guten Effekt bei hoher Witterungsbeständigkeit Es ist auch denkbar und möglich den Wärme sammler innerhalb des Dachziegels anzuordnen Dabei kann der Wärme sammler z.B. die Form eines Bleches oder Drahtnetzes bzw. Gitters llaben. Vor dem Brennvorgang des Ziegels kann er beispiel 9 weise in den weichen Ton eingedrückt werden9 so daß das Dach äußerlich nicht von einem normalen Ziegeldach unter schieden werden kann Ebenfalls ist es denkbar und mögliche den Wärmesammler in spezielle Ausnehmungen des Ziegels einzubringen mit demselben oben beschriebenen Effekt.
  • Die Rohrhalterung des Wärmesammlers wird gut leitend mit dem dahinter befindlichen Wärmeleitungsrohr verbunden. Dag bei befindet sich innerhalb des Wärmeleitungsrohrs das Wärmetransportmedium Als Rohrmaterial kann jedes bekannte Material Verwendung finden, wie z.B. Aluminium und Kupfer.
  • Dabei ist darauf zu achten daß das Material des Wärmesammlers auf das Rohrmaterial abgestimmt ist, so daß keine elektrisch induzierte Korrosion entsteht. Selbstverständlich ist auch die Verwendung von geeignetem Kunststoff möglich, besser leitend sind allerdings Metalle. Um an den Dachkanten möglichst wenig Rohrverbindungen vornehmen zu müssen, ist darauf zu achtes vorwiegend biegsames Material zu verwenden. Die Rohrverbindungen erfolgen auf bekannte Art, wie z.B. Fittingss Schweißen, Schlauchbinder, Quetschkupplungen. Zu- und Ableitungen des Wärmeleitungs rohrs werden an einen Heizkreislauf bekannter Art, wie z.B.
  • Absorberkreislauf mit Wärmepumpe, angeschlossen.
  • Als Verfahren für die Konstruktion und Verlegung eines Wärmesu'inmlerdaches der beschriebenen Art bietet sich folgende Vorgehensweise an: 1. Anbringung der Wärmesammler an die einzelnen Ziegel 2. Lose Verlegung der Rohre zwischen die Dachlatten 3. Verlegung der Ziegel in Reihen oder Verlegung des ganzen Dachcs 4. Verbinden der Wärmesammler mit den Wärmeleitungsrohren durch einfaches -Zusammenklemmen 5. Isolierung des Daches zwischen den Sparren.
  • Eine mögliche Gestaltungsform des Wärmesammlers ist in den Figuren l bis 3 dargestellt, Es zeigen: Fig. l einen Längsschnitt durch ein herkömmliches Ziegeldach mit Flachdachpfannen urid einen Längsschnitt durch ein Wärmesammlerblech; Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Dachziegel mit Wärmesammler und Wärmesammlerrohren sowie eine Draufsicht auf ein Wärmesammlerblech auf und unter dem Ziegel und Fig 3 eine Prinzipanordnung der Wärmesammlerrohre mit Anschluß an einen Heizkreis In den Figuren ls 2 und 3 sind bezeichnet Dachziegel 1 Dachs parren 2, Dachlatte 3, Wärmcsammler 4, Haltenocken 5, Halteklammer 6, Rohrhalterung 7, Wärmeleitungsrohr 8, Wärmetransportmedium 9, Heizkreislauf 10 Figur 1: Als Dachziegel l sind hier beispielhaft Flachdachpfannen im Längsschnitt gezeichnet Das Wärmesammlerblech 4 wird dann auf den Dachziegel 1 geklipst Hierbei umgreift eine an das Wärmesammlerblech 4 angeformte Halteklammer 6 die Unterkante des Dachziegels Entsprechend den Ausformungen der Fälze des Dachziegels sind Haltenocken 5 im Wärmesammierblech 4 eingeformt Am anderen Ende des Wärmesammlerblechs 4 ist eine Rohrhalterung 7 angeformt, welche zwei Funktionen erfüllt Erstens dient sie als Halteklammer an der oberen Kante des Dachziegels 1 Zweitens ist die Rohrhalterung 7 so geformt, daß sie das Wärmeleitungsrohr 8 aufnehmen kann. Wird diese Rohrhalterung 7 umgebogen, so kann sie, wenn gewünscht, das Wärmeleitungsrohr 8 umfassen, bei dem für die Wärme leitung notwendigen guten Kontakt. Selbstverständlich kann das Wärme sammlerblech 4 auch in Querrichtung des Dachziegels geformt sein, so daß dann die Rohrhalterung 7 in Längsrichtung verläuft und damit das Wärmetransportrohr 8 parallel zur Firstkante verlaufen kann Figur 2: Figur 9 zeigt das unter Figur 1 beschriebene Wärmesammlerblech 4 in der Draufsicht. Dabei deckt es die nach außen sichtbare Dachfläche teilweise ab. Die gebogene Kante des Dachziegels 1 bleibt frei. Selbstverständlich ist es denkbar und möglich, auch die gesnmte Dachziegeloberfläche abzudocken. Sollte es aus optischen Gründen vorgezogen werden1 das Wärmesammlerblech 1i nicht sichtbar zu machen, so kann cs zB. auch in den überlappenden Fälzen des Dachziegels 1 seitlich und oben untergebracht werden. In dem hier vorliegenden Beispiel der Flachdachpfanne hat es die Form eines auf den Kopf gestellten L. Wenn es allerdings nur im überlappenden Zwischenbereich der Dachziegel l untere bracht ist, wird es nicht direkt von der Sonne beschienen und nimmt die Umweltwärme nur indirekt über die Dachziegel 1 auf.
  • Figur 3 Figur 3 zeigt eine Prinzipskizze eines Heizkreislaufs 10 mit zu den Dachlatten 3 parallel verlaufenden Wärmeleitungs rohren 8. Die Verbindungen der Wärmeleitungsrohre 8 können auf bekannte Art vorgenommen werden, wie z.B. mit Fittings oder Schlauchbindern. Hier wird davon ausgegangen, daß das Wärmeleitungsrohr 8 auch in einem Stück von einer Rolle verlegt werden kann, so daß nur ein Zufluß und ein Abfluß entsteht. Als Heizkreislauf 10 kann ein Kreislauf beliebiger, bekannter Art angeschlossen werden, wie z.B mit einer Wärmepumpe.
  • L e e r s e i t e

Claims (1)

  1. Bezeichnung: Wärmesammler für Dachziegel P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Wärmesammler für Dachziegel, d a d u r c h g ebeliebiger Art an einem Dachziegel beliebiger Art befestigt, angebracht oder im Innern eingebracht wird, wobei vorzugsweise der Wärmesammler an die Dachziegelform angepaßt wird, angeschlossen an ein Wärmesammlersystem aus vorzugsweise Rohren mit Anschluß an einen Heizkreislauf bekannter Art 2. Wärmesammler nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß dcr Wärmesammler vorzugsweise aus Metallblech oder thermoplastisch verformbarem Kunststoff besteht wobei er auf den Dachziegel vorzugsweise aufgelegt oder aufgeklippst werden kann, an der Dachziegelunterkante mittels einer angeformten Halteklammer (6), dem Dachziegel angepaßten Haltenocken (5) und an der Dachziegeloberkante eine angel formt. Rohrhalterung (7), die auch eine Klammerfunktion ausübt, und am Wärmeleitungsrohr (8) befestigt wird oder auf sonstige Art, wie z.B. Kleben, mit dem Dachziegel verbunden wird.
    3. Wärme sammler nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Wärmesammler auf der Dachziegeloberseite und gleichzeitig der Dachziegelunterseite ringsum verläuft wobei im Ziegel für den Wärme sammler Ausnehmungen vorhanden sein können.
    4. Wärme sammler nach Anspruch 1 d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß der Wärme sammler im Dachziegel selbst, vorzugsweise in Form eines Metallbleches1 Gitters, Drähten eingebrannt, einbetoniert oder in vorgesehene Ausnehmungen eingebracht ist.
    5. Wärmesammler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Wärme sammler unter dem überlappenden Falz des Dachziegels unsichtbar angebracht wird, wobei die Form des Wärmesammlerblechs der Dachziegel- und Falzform angepaßt ist.
    6. Wärme sammler nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Wärmesammler vorzugsweise in Form eines Bleches die Oberseite eines Ziegels ganz abdeckt und ein isolierendes Unterteil in Ziegelformen bekannter Art aus z.B. gebranntem Ton, Kunststoff geSpritzt oder geschäumt wird, mit guter Isolierwirung gegen die Dachinnenseite.
    7. Wärmesammler nach Anspruch 1 und 2, d a dur c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Wärmesammler anstelle von Holzschindeln in Dächer, wie z.B. Biberschwanzdächer, eingesetzt wird, wobei die Form des Wärmesammler der Schindelform entsprechen soll.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013018662A1 (de) 2013-11-07 2015-05-07 Alois Meiers Dachaufbau für die Gewinnung solarthermischer Energie

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013018662A1 (de) 2013-11-07 2015-05-07 Alois Meiers Dachaufbau für die Gewinnung solarthermischer Energie
DE102013018662B4 (de) * 2013-11-07 2015-12-03 Alois Meiers Dachaufbau für die Gewinnung solarthermischer Energie

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