DE3811744A1 - Sonnenkollektor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sonnenkollektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Sonnenkollektor ist bekannt. Dabei wird ein einen Außendurchmesser von 12 mm aufweisendes Kupfer­ rohr ovalförmig verformt und in entsprechenden Aufnahmen an der Unterseite einer Aluminiumplatte befestigt, welche an der Oberseite mit einer schwarzen Schicht versehen ist und zur Absorption der Sonnenstrahlung dient. Unterhalb des Kupferrohres ist eine Wärmereflek­ tionsschicht aus Aluminium vorgesehen. Der bekannte Kollektor nimmt nach der Stiftung Warentest, Mai 1987, Seite 487 den ersten Platz hinsichtlich der Leistung und den zweiten Platz hinsichtlich der Amortisation ein, und zwar beträgt seine Leistung durchschnittlich etwa 1000 Watt/m² pro Tag bei wolkenlosem Himmel.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sonnenkollektor bereitzustellen, der den bekannten Sonnenkollektor hinsichtlich Leistung und Herstellungskosten übertrifft.

Dies wird erfindungsgemäß durch den im Anspruch 1 gekenn­ zeichneten Sonnenkollektor erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiederge­ geben.

Der erfindungsgemäße Sonnenkollektor weist also zur Absorption der Sonnenstrahlung eine schwarze Kunststoffolie auf, auf der das Kupferrohr angeordnet ist.

Dabei hat sich eine Rhepanol®f-Folie als besonders geeignet erwiesen. Dabei handelt es sich um eine glatte schwarze Dachbahn aus Polyisobutylen, die seit Jahrzehn­ ten im Handel ist.

Als Kupferrohr wird ein Kupferrohr mit einem Außendurchmes­ ser von mehr als 12 mm, vorzugsweise mindestens 15 mm, im Hinblick auf eine hohe Leistung bevorzugt, wie den nachstehenden Beispielen zu entnehmen.

Die Isolierung besteht vorzugsweise aus Styropor-Platten mit einer Dicke von 20 bis 50 mm. Als Boden des Rahmens des Sonnenkollektors wird vorteilhaft eine Aluminiumplatte mit einer Dicke von 1 bis 2 mm verwendet. Der Rahmen kann z. B. aus kunststoffbeschichtetem Blech bestehen.

Als lichtdurchlässige Platte wird vorzugsweise eine Hart-PVC-Platte verwendet, insbesondere eine Rhenoplas®- Lichtplatte.

Der erfindungsgemäße Sonnenkollektor kann also mit handelsüblichen Materialien hergestellt werden. Er ist ins­ besondere zur Brauchwassererwärmung beispielsweise von Schwimmbädern geeignet.

Nachstehend ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sonnenkollektors anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Sonnenkollektor; und

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Rohrregister des Sonnenkol­ lektors in kleinerem Maßstab.

Danach ist auf einer T-Profil-Tragschiene 1 beispielsweise aus Aluminium eine Bodenplatte 2 angeordnet, die unten an einem rechteckigen Rahmen 3 befestigt ist.

Auf der Bodenplatte 2 ist eine Styropor-Platte 4 als Isolierung vorgesehen, auf der eine schwarze Kunststoffolie 5, und zwar eine glatte Rhepanol®f-Folie liegt.

Auf der Kunststoffolie 5 ist ein Kupferrohr-Register 6 angeordnet, in dem sich die zu erwärmende Wärmeträgerflüs­ sigkeit befindet. Das Kupferrrohrregister 6 weist ein sich in Querrichtung des Kollektors erstreckendes Vor- und Rück­ laufrohr 7 bzw. 8 sowie sich zwischen dem Vor- und Rück­ laufrohr 7 bzw. 8 in Längsrichtung erstreckende Rohrab­ schnitte 9 auf. Das Rohrregister 6 hat unter anderem den Vorteil, daß es sich leicht entleeren läßt.

Auf dem Rohrregister 6 sind z. B. zwei Befestigungsschienen 10 vorgesehen, welche mittels Gewindestäben 11 und Muttern 12 mit der Bodenplatte 2 verschraubt sind. Über dem Kupferrohrregister 6 ist eine lichtdurchlässige Kunststoff­ platte 13, z. B. eine Rhenoplast-Lichtplatte, angeordnet, welche den Rahmen 3 nach oben abschließt. Die Befestigung der Kunststoffplatte 13 erfolgt durch einen nach innen gebördelten Flansch 14 am Rahmen 3. Eine Abdichtung 15 aus Transparentkitt dichtet die lichtdurchlässige Kunststoff­ platte 13 gegenüber dem Rahmen 3 ab.

Die lichtdurchlässige Platte 13 besitzt eine Lichtundurch­ lässigkeit von vorzugsweise mindestens 90% und weist nach oben gewölbte, z. B. trapezförmige Abschnitte auf.

Eine kleine, nicht dargestellte Öffnung in der Bodenplatte 2 und gegebenenfalls im oberen Bereich dient zur Beseiti­ gung von Kondenswasser im Kollektor.

Zur Montage des Sonnenkollektors wird in den Blechrahmen 3 mit Boden 2 die Isolierplatte 4 gelegt und darauf lose die Kunststoffolie 5. Auf die Kunststoffolie 5 wird anschlie­ ßend das Kupferrohrregister 6 gelegt und auf dieses die Befestigungsschienen 10, welche mit den Gewindestäben 11 und den Muttern 12 am Boden 2 befestigt werden, wodurch das Kupferrohrregister 6, die Kunststoffolie 5 und die Isolie­ rung 4 zusammengehalten werden. Danach wird die lichtdurch­ lässige Platte 13 in den noch nicht ganz umgebördelten Flansch 14 am Rahmen 3 eingeschoben, worauf dieser ganz umgebördelt und verkittet wird. Die lichtdurchlässige Platte 13 kann ferner durch Bolzen 16 mit den Befestigungs­ schienen 10 verschraubt sein.

Zur Befestigung des Kollektors z. B. an einem Stehfalzdach werden Muffen 17 verwendet. Jede Muffe 17 besteht dabei aus einem z. B. aus Aluminium bestehenden Würfel, der an seiner Oberseite eine Nut zur Aufnahme des vertikalen Abschnitts der T-förmigen Tragschiene 1 und an seiner Unterseite eine dazu senkrechte Nut 18 aufweist, in die der jeweilige Stehfalz des Dachs eingreift. Schrauben 19, 20 dienen zur Befesti­ gung der Muffe 17 an der Tragschiene 1 bzw. am Stehfalz des Daches.

Der erfindungsgemäße Kollektor zeichnet sich also durch einen relativ geringen Montageaufwand aus. Darüber hinaus besitzt er eine überraschend große Leistung, wie sich aus den nachstehenden Beispielen ergibt.

Für diese Beispiele wurde jeweils ein Sonnenkollektor verwendet, der eine Grundfläche von ca. 2 m² aufwies und entsprechend Fig. 1 und 2 aufgebaut war. Die Bodenplatte 2 bestand aus Aluminium und hatte eine Stärke von 1,5 mm und die Isolierung 4 aus einer Styroporplatte mit einer Stärke von 30 mm. Die Kunststoffolie 5 war eine Rhepanol® f-Dachfolie mit einer Stärke von 1,5 mm. Als lichtdurchläs­ sige Platte 13 wurde eine Rhenoplast-Lichtplatte verwendet.

Beispiel 1 und 2

Es wurde ein Kupferrohrregister mit einem Rohraußendurch­ messer von 12 mm und einem Wasserinhalt von 4,7 l (Beispiel 1) bzw. mit einem Rohraußendurchmesser von 15 mm und einem Wasserinhalt von 7 l (Beispiel 2) verwendet. Die Wasser- Eingangstemperatur betrug ca. 8°C.

Alle 20 Minuten wurden jeweils 3 l Wasser entnommen und dessen Temperatur gemessen. Die Ergebnisse und weitere Einzelheiten sind in der nachstehenden Tabelle I wiederge­ geben.

Tabelle I

Danach weist das Rohrregister mit einem Rohraußendurchmes­ ser von 15 mm und einem Wasserinhalt von 7 l eine Leistung von 455 Watt/h gegenüber einem Rohrregister mit einem Rohraußendurchmesser von 12 mm und einem Wasserinhalt von 4,7 l mit einer Leistung von 366 Watt/h auf.

Beispiele 3 und 4

Im Beispiel 3 wurde das gleiche Rohrregister wie im Beispiel 2 verwendet, also mit einem Rohraußendurchmesser von 15 mm, blankem Kupferrohr und einem Wasserinhalt von 7 l. Das Rohrregister des Beispiels 4 entspricht dem Rohrregister nach Beispiel 3, außer daß es schwarz gespritzt wurde. Die Wasser-Eingangstemperatur betrug ca 8°C. Entsprechend dem Beispiel 2 wurden etwa alle 20 Minu­ ten je drei Liter Wasser entnommen. Die Ergebnisse und weitere Einzelhei­ ten sind in der nachstehenden Tabelle II zusammengefaßt.

Tabelle II

Danach beträgt die Leistung des schwarz gespritzten Kupferrohrregisters 542 Watt/h gegenüber dem Kupferrohrre­ gister mit blanken Kupferrohren mit einer Leistung von 448 Watt/h.

Beispiele 4 und 5

Die Beispiele 3 und 4 wurden wiederholt, jedoch wurden alle 30 Minuten sieben Liter Wasser entnommen. Die Ergebnisse und weitere Einzelheiten sind in der nachstehen­ den Tabelle III wiedergegeben.

Tabelle III

Danach wird mit einem Sonnenkollektor mit schwarz gespritz­ tem Kupferrohr mit einem Außendurchmesser von 15 mm und einem Inhalt von 7 l bei einer halbstündlichen Wasserentnahme von 7 l eine Leistung von 691 Watt/h erzielt. Der erfindungsgemäße Sonnenkollektor weist damit eine wesentlich höhere Leistung auf als der eingangs geschilderte Sonnenkollektor, der nach der Stiftung Warentest, Mai 1987, der leistungsfähigste im Handel befindliche Sonnenkollektor ist.

Claims (8)

1. Sonnenkollektor zur Warmwasserbereitung mit einem auf ein Dach montierbaren Rahmen, der nach oben durch eine lichtdurchlässige Platte verschlossen ist und zwischen lichtdurchlässiger Platte und einer Isolierung ein Kupferrohr mit nebeneinander angeordneten Abschnitten zur Aufnahme des Wassers sowie eine Schicht zur Absorption der Sonnenstrahlung aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schicht zur Absorption der Sonnen­ strahlung aus einer schwarzen Kunststoffolie (5) besteht und das Kupferrohr (6) auf der Kunststofffolie (5) angeordnet ist.

2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwarze Kunststoffolie (5) eine beidseitig glatte Polyisobutylenfolie ist.

3. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kunststoffolie (5) eine Dicke von 1 bis 3 mm aufweist.

4. Sonnenkollektor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupferrohr (6) einen Außendurchmesser von mehr als 12 mm, vorzugsweise mindestens 15 mm aufweist.

5. Sonnenkollektor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupferrohr (6) je m² Kollektorfläche ein Fassungsvermögen von mindestens 3 l aufweist.

6. Sonnenkollektor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupferrohr (6) mit einer schwarzen Beschichtung versehen ist.

7. Sonnenkollektor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupferrohr (6) als Rohrregister ausgebildet ist.

8. Sonnenkollektor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtdurchlässige Platte (13) aus PVC besteht.