DE3326964A1 - Device for utilising solar energy - Google Patents
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Abstract
Description
"Vorrichtung zum Ausnützen der Sonnenenergie" "Device for utilizing solar energy"
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausnützung der auf Gebäudedächer oder -wände einstrahlenden Sonnenenergie mittels eines Leitungssystems, in dem ein flüssiges Medium durch Einstrahlung erwärmt wird, das erwärmte Medium seine Wärmeenergie zu Heizungs- oder Speicherzwecken in einem Wärmeaustauscher abgibt und im Kreislauf zurückgeführt wird. The invention relates to a device for utilizing the building roofs or -walls irradiating solar energy by means of a pipe system in which a liquid medium is heated by radiation, the heated medium its thermal energy for heating or storage purposes in a heat exchanger and in the circuit is returned.
Vorrichtungen der vorbeschriebenen Art sind in vielfältiger Weise bekanntgeworden. Im allgemeinen werden auf dem Dach sogenannte Sonnenkollektoren montiert, die beispielsweise plattenartige Gestalt besitzen und in denen in vorbereiteten Kanälen ein geeignetes Medium strömt.Devices of the type described above are in a variety of ways known. In general, so-called solar panels are installed on the roof mounted, for example, have plate-like shape and in those prepared in Channels a suitable medium flows.
Die Platten sind dunkel gefärbt, um die einstrahlende Energie möglichst gut zu absorbieren. Um eine Beschädigung der Kollektoren zu vermeiden, müssen diese zusätzlich abgedeckt werden, wobei in der Regel Glas Verwendung findet. Eine solche Glasabdeckung hat außerdem noch den Vorteil, daß bei geringen Außentemperaturen eine Abkühlung der Kollektoren reduziert wird.The panels are darkly colored in order to reduce the radiating energy as much as possible easy to absorb. In order to avoid damage to the collectors, they must additionally covered, whereby glass is usually used. Such Glass cover also has the advantage that at low outside temperatures cooling of the collectors is reduced.
Der Aufwand für eine derartige Anordnung ist verhältnismäßig groß. Der Aufwand übersteigt oft den erreichten Vorteil im Hinblick auf die Einsparung anderer Energiearten.The cost of such an arrangement is relatively great. The effort often exceeds the benefit achieved in terms of savings other types of energy.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzuentwickeln bzw. zu verbessern, daß der Herstellungsaufwand beträchtlich herabgesetzt wird.It is the object of the invention to provide a device as described at the outset To further develop or improve genus in such a way that the manufacturing costs is considerably reduced.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung und schlägt vor, daß das Leitungssystem des Daches oder der Wand von einer oder mehreren Dreifachstegplatten aus transparentem Kunststoff gebildet ist, wobei die Dreifachsteg platten d ls wesentliche Element der Gebäudebedachung oder -wandung ausmachen und daß das dunkel gefärbte Medium die unteren bzw. inneren Kanäle der Dreifachstegplatten durchströmt., Die Dreifachstegplatten, die die Erfindung verwendet, bestehen beispielsweise aus transparentem Acrylharz. Sie besitzen auf den Außenseiten im wesentlichen ebene Flächen und eine ebene Mittelfläche, die durch parallele Stege rechtwinklig zur Ebene der Platten fest und einstückig miteinander verbunden sind. Auf diese Weise entsteht im Inneren der Dreifachstegplatte ein System von parallelen Kanälen, die in zwei Gruppen angeordnet sind.To solve this problem, the invention is based on the device of the type described above and suggests that the pipe system of the roof or the wall of one or more triple-walled sheets made of transparent plastic is formed, the triple web plates d ls an essential element of the building roof or wall make up and that the dark-colored medium the lower or inner Flows through channels of the triple-walled sheets., The triple wall sheets, using the invention are made of, for example, transparent acrylic resin. They have essentially flat surfaces and a flat central surface on the outside, which by parallel webs at right angles to the plane of the plates firmly and in one piece are connected to each other. In this way, the interior of the triple-walled sheet is created a system of parallel channels arranged in two groups.
Die Kanäle sind in der Regel an den Enden offen und die Abmessungen der Platten können vergleichsweise groß gehalten werden.The channels are usually open at the ends and the dimensions the plates can be kept comparatively large.
Derartige Platten sind bisher als transparenter Bauwerkstoff beispielsweise an Stelle von Fenstern oder ähnlichen Bauelementen benützt worden. Es ist auch möglich, mit diesen Platten Dachflächen zu bilden, wie dies an sich von transparentem plattenartigem Material bekannt ist.Such panels are previously used as a transparent building material, for example been used in place of windows or similar structural elements. It is also possible, to form roof surfaces with these panels, as is the case with transparent panels Material is known.
Die Erfindung benutzt nun derartige Dreifachstegplatten für die erfindungsgemäßen Zwecke. Die eine, nämlich die innen- oder untenliegende Gruppe von Kanälen wird für das Leitungssystem benützt und es wird ein dunkel gefärbtes Medium, beispielsweise dunkel gefärbtes Wasser, dem gegebenenfalls antikorrodierende Stoffe oder Frostschutzmittel zugesetzt sein können, hindurchgeleitet. Die Sonnenstrahlen durchdringen die andere Gruppe der Kanäle, die außen oder oben liegen und werden sehr gut im dunkel gefärbten Medium absorbiert.The invention now uses such triple-walled sheets for the inventive Purposes. The one, namely the inner or lower group of channels, becomes used for the pipe system and it becomes a dark colored medium, for example dark colored water, which may contain anti-corrosive substances or antifreeze can be added, passed through. The sun's rays penetrate the other Group of channels that lie outside or above and are very well colored in the dark Medium absorbed.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht dabei darin, daß die Dreifachstegplatte in hervorragender Weise eine Doppelfunktion ausübt. Die Platte selbst ist Bauelement der Bedachung bzw. der Wand und gleichzeitig auch Kollektor zur Ausnutzung der Sonnenenergie. Die außenliegenden Kanäle ergeben den erforderlichen Isolationsschutz für die mit dem dunkel gefärbten Medium gefüllten Kanäle, so daß ein Wärmeübergang, beispielsweise an die kalte Außenluft oder an Niederschlagswasser kaum auftritt.The particular advantage of the arrangement according to the invention consists in this in that the triple wall plate in an excellent dual function exercises. The plate itself is a component of the roof or the wall and at the same time also collector for utilizing solar energy. The external channels result the necessary insulation protection for those filled with the dark-colored medium Channels, so that a heat transfer, for example to the cold outside air or to Rainwater hardly occurs.
In weiterer Ausbildung ist vorgesehen, daß die Dreifachstegplatte eine Schicht aus Isoliermaterial abdeckt. Auf diese Weise wird eine Wärmeabgabe an die Innenseite oder Unterseite der Dreifachstegplatte reduziert.In a further training it is provided that the triple-walled plate covering a layer of insulating material. In this way there is a heat release reduced to the inside or underside of the triple-walled sheet.
Zum gleichen Zwecke dient auch, wie die Erfindung ferner vorschlägt, eine reflektierende Schicht, auf der die Dreifachstegplatte aufliegt.For the same purpose, as the invention further suggests, also serves a reflective layer on which the triple-walled sheet rests.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kanalenden der Dreifachstegplatte verschlossen sind und daß die Kanäle seitliche Öffnungen zum Anschluß an einem gemeinsamen Verbindungskanal besitzen, der im wesentlichen von einem U-förmigen an die Dreifachstegplatte angeklebten Profil gebildet ist. Es ist klar, daß dieses U-förmige Profil bzw. daß die Öffnungen in den Kanälen nur an der Unter- bzw. Innenseite der Dreifachstegplatte anzuordnen sind.In a further embodiment of the invention it is provided that the channel ends the triple-walled plate are closed and that the channels have lateral openings have for connection to a common connecting channel, which is essentially is formed by a U-shaped profile glued to the triple-walled sheet. It is clear that this U-shaped profile or that the openings in the channels only are to be arranged on the underside or inside of the triple-walled sheet.
Ferner ist es günstig, wenn die außen- bzw. obenliegenden Kanäle der Dreifachstegplatte eine Argonfüllung aufweisen, da dies ein sehr gutes Mittel ist, um ein ltückstrahlen der eingestrahlten Sonnenenergie auszuschließen.It is also advantageous if the outer or overhead channels of the Triple wall plate have an argon filling, as this is a very good means of in order to prevent the radiated solar energy from being reflected.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Darstellung der Anwendungsart der erfindungsgemät3en Vorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung im eingebauten Zustand, Fig. 3 eine Ansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, teilweise im Schnitt und Fig. 4 einen Querschnitt zur Darstellung der Fig. 3.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown. The figures show: FIG. 1 an illustration of the type of application of the invention Device, FIG. 2 shows a section through part of the device according to the invention in the installed state, Fig. 3 is a view of part of an inventive Device, partially in section and FIG. 4 is a cross section to illustrate the Fig. 3.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung findet vorzugsweise bei Gebäudedächern Anwendung und die Fig. 1 macht deutlich, daß beispielsweise der eine Dachteil 10 eines Gebäudes 11 im Sinne der Erfindung ausgestaltet sein kann, während der andere Dachteil eine herrkömmliche Ausbildung aufweist. Die Erfindung kann aber auch an senkrechtstehenden Hauswänden 13 Anwendung finden bzw.The device according to the invention is preferably used on building roofs Application and FIG. 1 makes it clear that, for example, one roof part 10 a building 11 can be designed in accordance with the invention, while the other Roof part has a conventional training. The invention can also vertical house walls 13 are used or
ist es in Sonderfällen möglich, die Erfindung auch als freistehende Wand auszugestalten.In special cases it is possible to use the invention as a free-standing Design wall.
Der Dachteil 10 ist im wesentlichen von einer Dreifachstegplatte gebildet. Aus einem unterirdischen Tank 14 wird das zu erwärmende Medium mittels der Pumpe 15 und der Steigleitung 16 der Dreifachstegplatte zugeleitet und das erwärmte Medium gelangt durch die Falleitung 17 wieder in den Tank 14 zurück.The roof part 10 is essentially formed by a triple-walled plate. The medium to be heated is drawn from an underground tank 14 by means of the pump 15 and the riser 16 of the triple wall plate and the heated medium returns to the tank 14 through the downpipe 17.
Der im Beispiel gezeigte Tank 14 hat, wie an sich bekannt, eine Speicherfunktion. Mit oder ohne eine zwischengeschaltete Wärmepumpe kann im Bedarfsfalle der Wärmevorrat zur Gebäudeheizung oder für andere Zwecke benützt werden.As is known per se, the tank 14 shown in the example has a storage function. With or without an interposed heat pump, the heat supply can be used if necessary be used for heating buildings or for other purposes.
Die Erfindung ist aber auch direkt zu Heizungszwecken anwendbar, beispielsweise zur Bereitung von Warmwasser, zur Beheizung von Schwimmbädern und für ähnliche an sich bekannte Anwendungsfälle.The invention can also be used directly for heating purposes, for example for the preparation of hot water, for heating swimming pools and for the like known use cases.
Der Dachteil 1 kann bei geeigneter Länge von einer einzigen Reihe von Dreifachstegplatten gebildet sein. Es können aber auch mehrere Reihen von Dreifachstegplatten angeordnet werden, die wie andere Plattenbauwerkstoffe auch, einander übergreifen. Die Fig. 2 zeigt die beispielsweise Ausgestaltung eines Dachteils. Auf dem tragenden Sparren 18 sind Latten 19 befestigt, auf denen unter Zwischenschaltung einer reflektierenden Schicht 5 die Dreifachstegplatte 1 aufliegt. Zwischen den einzelnen Latten 19 kann eine Schicht aus Isoliermaterial 4 aus Schaumkunststoff, Mineralwolle oder dgl. angeordnet sein.The roof part 1 can with a suitable length of a single row be formed by triple wall plates. However, several rows of triple-wall sheets can also be used be arranged, which, like other panel building materials, overlap each other. Fig. 2 shows the example of the configuration of a roof part. On the bearing Rafters 18 are slats 19 attached, on which with the interposition of a reflective Layer 5 the triple-walled sheet 1 rests on it. Between the individual slats 19 can a layer of insulating material 4 made of foam plastic, mineral wool or the like. be arranged.
Die Dreifachstegplatte besteht aus den im wesentlichen ebenen und zueinander parallelen Schichten 20, 21 und 22, zwischen denen sich die Stege 23 und 24 erstrekken, wobei die Elemente 20 bis 24 einstückig verbunden sind und aus Acrylharz oder einem anderen geeigneten transparenten Werkstoff bestehen.The triple-walled sheet consists of the essentially flat and Layers 20, 21 and 22 parallel to one another, between which the webs 23 and 24 extend with elements 20 to 24 being integrally connected to and from Acrylic resin or another suitable transparent material.
Auf diese Weise werden zwei Gruppen von Kanälen erhalten, und zwar die außen bzw. oben liegenden Kanäle 3 und die Kanäle 2, in denen das dunkelgefärbte Medium strömt.In this way two groups of channels are obtained, namely the outer or upper lying channels 3 and the channels 2, in which the dark-colored Medium flows.
Ein Dach der beschriebenen Bauweise ist komplett funktionsfähig. Die Befestigung der Dreifachstegplatte an den tragenden Elementen 18 und 19 erfolgt in an sich bekannter Weise. Gleiches gilt für die Anordnung von Abdichtungen zwischen den einzelnen Platten.A roof of the construction described is completely functional. the The triple-walled plate is fastened to the load-bearing elements 18 and 19 in a manner known per se. The same applies to the arrangement of seals between the individual panels.
Die Kanäle 3 können mit Luft gefüllt sein. Vorzugsweise empfiehlt sich jedoch ein Gas, wie z. B. Argon, das bei guter Durchlässigkeit für die einstrahlende Energie eine Rückstrahlung unterdrückt.The channels 3 can be filled with air. Preferably recommends however, a gas such. B. argon, with good permeability for the irradiating Energy suppresses reflection.
Die Kanäle 2 sind an das Leitungssystem angeschlossen, das im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschrieben wurde.The channels 2 are connected to the pipe system that is related with the Fig. 1 was described.
Dies läßt sich insbesondere dadurch erreichen, daß die Enden der Kanäle 2 und 3 verschlossen sind. Dies gilt insbesondere für die Enden 6 der Kanäle 2. Der Verschluß erfolgt im gezeigten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 durch eine aufgeklebte allseits übergreifende Kappe 25. Bei der abgewandelten Ausführungsform der Erfindung könnte der Verschluß auch durch eine geeignete Zusammendrückung der Enden und eine Verschweißung erfolgen.This can be achieved in particular in that the ends of the channels 2 and 3 are closed. This applies in particular to the ends 6 of the channels 2. The closure takes place in the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 by a glued-on cap 25 that overlaps on all sides. In the modified embodiment the invention could also be achieved by a suitable compression of the closure Ends and a weld take place.
Zum Anschluß der Kanäle 2 an das Leitungssystem ist im Bereich der Enden 6 das Profil 9 angeordnet, das einen Verbindungskanal 8 umschließt. Über die Öffnungen 7 sind die Kanäle 2 mit dem Verbindungskanal 8 verbunden. Der Kanal 8 ist beispielsweise an die Fallleitung 17 angeschlossen.To connect the channels 2 to the pipe system is in the area of Ends 6, the profile 9 is arranged, which encloses a connecting channel 8. About the openings 7, the channels 2 are connected to the connecting channel 8. The channel 8 is connected to the downpipe 17, for example.
Besonders günstig ist bei der Erfindung, daß das Wärmeträgermedium selbst zur Absorption der Sonnenstrahlung dient. Dadurch entfallen die sonst auftretenden thermischen Übergangswiderstände.It is particularly advantageous in the invention that the heat transfer medium itself serves to absorb solar radiation. This eliminates the otherwise occurring thermal contact resistance.
Wenn es zur Verbesserung der Raumbeleuchtung gewünscht ist, kann durch ganzes oder teilweises Ablassen des Mediums oder Verändern des Färbungsgrades, z. B. durch Ausfiltern der Farbpigmente, die Lichtdurchlässigkeit geregelt werden.If it is desired to improve the room lighting, it can be done by total or partial draining of the medium or changing the degree of coloration, e.g. B. by filtering out the color pigments, the light transmission can be regulated.
Claims (5)
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| DE3326964A1 true DE3326964A1 (en) | 1985-02-07 |
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| DE19833326964 Withdrawn DE3326964A1 (en) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | Device for utilising solar energy |
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1983
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Legal Events
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