DE4002892C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sonnenkollektor in Flachbau­ weise nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einem bekannten Sonnenkollektor (F1/F2-Flachkollektor der Firma Jäger-Solartechnik GmbH, Braunschweig) geht der zweite Schenkel an seinem Rahmen in zwei in einer Ebene liegende Quer­ schenkel über, die sich parallel zum Steg des Rahmenprofiles und von dem zweiten Steg weg entgegengesetzt erstrecken. Der zu dem ersten Schenkel gerichtete Querschenkel begrenzt dabei einen Raum, der mit einem Isoliermaterial gefüllt ist. Der entgegengesetzte Querschenkel bildet mit seinem Rand eine Randauflage für eine die den Absorber aufnehmende Kammer überspannende Kunststoffolie. Die beiden Querschenkel bilden zu dieser Kammer hin eine großflächige Wand und bilden mit dem sie tragenden Schenkel eine Wärmebrücke, an die durch die an den Rändern der Kammer auftretende Konvek­ tionsströmung in erheblichem Maße Wärme abgegeben und nach außen abgeleitet wird. Bei den in der Praxis auftretenden Temperatur­ differenzen führt dies zu einem nicht unerheblichen Wärmefluß zur Rahmenaußenseite und damit zu den Wirkungsgrad herabsetzenden Wärmeverlusten.

Bei Sonnenkollektoren ist es bekannt, den Sonnenkollektor in einem Blechgehäuse anzuordnen, das mit einem Kunststoff ausgeschäumt ist. In diesem Blechgehäuse sind Profilträger für Glasplatten an­ geordnet, die mit großen metallischen Flächen am Umfang die den Absorber aufnehmende Kammer begrenzen. Auch hier besteht eine direkte Wärmebrücke über diese Profile zum Blechmantel hin, die ebenfalls zu erheblichen Wärmeverlusten führt (DE 29 47 956 A1).

Es ist weiter ein Lufterhitzer in Flachbauweise bekannt, bei dem am Rahmenprofil zum Steg parallele Schenkel angeordnet sind, mit denen benachbarte Rahmen aneinanderliegen. Am Ende ist hier ein Parallelschenkel angeordnet, der außen mit Rastleisten versehen ist und zur Halterung eines kappenförmigen Profils dient, über das zwei benachbarte Rahmen miteinander verbunden werden (FR 25 37 705).

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sonnenkollektor der gattungs­ gemäßen Art so auszubilden, daß die Wärmeverluste durch Wärmefluß über eine Wärmebrücke wesentlich verringert werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruches 1 herausgestellten Merkmale.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und nachstehend im einzelnen an Hand der Zeichnung beschrieben, die einen Querschnitt durch den Randbereich eines Sonnenkollektors in Flachbauweise zeigt, und zwar im Querschnitt durch den Wärmeträ­ ger führende Rohre des plattenförmigen Absorbers.

Der in der Zeichnung dargestellte Absorber weist einen Rahmen auf, der aus einem im wesentlichen U-förmigen Rahmenprofil 2 zusammen­ gesetzt ist. Die einzelnen Profilabschnitte sind in den Ecken auf Gehrung geschnitten und über eingesetzte Eckwinkel 4 im Bereich der Stege 8 miteinander verbunden, beispielsweise durch Nieten 6. Ein erster Schenkel 10 des Rahmenprofils bildet eine Auflage für eine untere selbsttragende Isolierstoffplatte 12, für die vorzugs­ weise eine PU-Schaumplatte vorgesehen ist, die beidseitig mit Alu­ minium kaschiert ist.

Oberhalb der Isolierstoffplatte 12 ist eine weitere Isolierstoff­ schicht 16 angeordnet, die vorzugsweise aus einer Mineralfaser­ wolle besteht, die oben mit einer Reflexionsschicht 18 abgedeckt ist, die den Boden einer Aufnahmekammer 20 für einen plattenförmigen Absorber 22 bildet.

Ein zweiter Schenkel 24 des Rahmenprofils 2 ist an seinem freien Schenkelende mit einer zur Stirnseite 26 des Schenkels 24 offenen Nut 28 versehen.

Die Isolierstoffplatte 12 ist durch einen dritten zum ersten Schenkel 10 parallelen Schenkel 14 gehaltert, die zusammen am Rand des Rahmens eine Nut bilden, in der die Isolierstoffplatte 12 auch bei Druckbelastung von unten sicher gehaltert ist.

Die den Absorber aufnehmende Kammer 20 ist auf ihrem Umfang durch eine Profilleiste 30 abgeschlossen. Diese Profilleiste 30 besteht aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit, ins­ besondere einem faserverstärkten Kunststoff. Die Profilleiste ist ungleichschenklig, wobei der kurze Schenkel 32 in der Nut 28 an der Stirnseite des Schenkels 24 des Rahmenprofils 2 eingeführt ist und hier klemmend gehaltert sein kann. Es ist aber auch möglich, Schraubenverbindungen mit senkrecht zum Schenkel in das Aluminium­ profil des Rahmens eingeschraubten Schrauben vorzusehen, die den in der Nut 28 liegenden Abschnitt der Profilleiste 30 durchdringen können.

Der lange andere Schenkel 34 der Profilleiste 30 ist bis auf die Ober­ seite der Isolierschicht 16 geführt und kann hierauf unter Vor­ spannung aufliegen, wie durch die in der Zeichnung dargestellte Delle 36 in der Reflexionsschicht 18 angedeutet. Unter Umständen kann an diesem Ende auch zur Erhöhung des Widerstandsmomentes ein weiterer Schenkel angeordnet sein, durch den die Profilleiste 30 die Form eines U-Profiles oder Z-Profiles erhält. Am freien Ende des Schenkels 34 der Profilleiste bzw. einem hier angeformten weiteren Schenkel kann auch eine hochelastische Dichtung vorge­ sehen sein, die dann auf der Reflexionsschicht 18 der Isolier­ schicht 16 aufliegt.

Durch die Profilleiste 30 wird um den Umfang der den Absorber auf­ nehmenden Kammer 20 ein geschlossener Raum 38 gebildet, der gute Isoliereigenschaften hat und die zusätzliche Isolierung er­ setzt, die bei bekannten Sonnenkollektoren in diesem Bereich vor­ gesehen ist. Der Wärmefluß aus der Kammer 20 in den Raum 38 wird durch die geringe Wärmeleitfähigkeit des Materials verhin­ dert, aus dem die Profilleiste 30 besteht. Als direkte metallische Wärmebrücke verbleibt damit lediglich die zur Kammer 20 gerichtete Stirnseite des oberen Schenkels der beiden die Nut begrenzenden Schenkel des Rahmenprofils. Diese Stirnseite könnte noch durch einen Wulst oder einen Schenkel an der Profilleiste 30 abgedeckt werden, der auch geringfügig über den Schenkel 24 des Rahmen­ profils 2 vorstehen und dabei die Randauflage einer weiter unten besprochenen Kunststoffolie bilden kann. Wesentliche Verluste treten aber auch ohne die zuletzt genannten Maßnahmen nicht auf, da die Konvektionsströmung nicht direkt an der zurückliegenden Stirnseite 26 des Schenkels 24 vorbeistreicht.

Der Schenkel 24 des Rahmenprofils 2 weist weiter eine zur Außen­ seite des Schenkels 24 hin offene Nut 40 für die Aufnahme eines Trägerprofiles für eine in der Zeichnung nicht dargestellte Glas­ abdeckung auf. Es ist weiter eine ebenfalls zur Schenkelaußenseite hin offene Nut 42 zur Aufnahme der Ränder einer die Kammer 20 für den Absorber überspannenden Kunststoffolie vorgesehen. In diese Nut 42 werden die Ränder der Kunststoffolie eingelegt und durch ein in die Nut einzuführendes Spannprofil festgelegt.

Der Steg 8 des Rahmenprofils weist weiter an den Schenkel 24 an­ grenzend eine Nut 44 auf, von der eine zur Nut 40 parallele Nut 46 ausgeht. Die Nuten 44 und 46 dienen zur Aufnahme von Abdeckelemen­ ten beim Dachflächeneinbau des Sonnenkollektors.

Der plattenförmige Absorber 22 weist reflextionsarm beschichtete Absorberbleche 48 auf, die in bekannter Weise in gut wärmeleiten­ der Verbindung mit den Wärmeträger führenden Rohren 50 stehen, von denen jeweils eine Mehrzahl parallel zueinander an­ geordnet ist. Die Rohre 50 sind an ihren Enden jeweils mit einem Verteilerrohr 52 verbunden, das den Vor- bzw. Rücklauf des Ab­ sorbers bildet. Diese Verteilerrohre 52 sind durch das Rahmenprofil nach außen geführt und im Rahmen gehaltert.

Zur Festlegung des plattenförmigen Absorbers sind Niederhalter 54 vorgesehen, welche in der Zeichnung als Winkelprofile angedeutet sind. Diese Niederhalter können in einzelnen Abschnitten ausgebil­ det sein, sich aber auch über die gesamte Länge des Verteilerroh­ res 52 erstrecken. In der Zeichnung ist ein durchgehendes Winkel­ profil angedeutet. Dieses Winkelprofil ist über Schraubverbindun­ gen 56 an der Profilleiste 30 befestigt. Da diese aus einem Mate­ rial mit geringer Wärmeleitfähigkeit besteht, wird hierdurch eine Wärmeübertragung auf das Aluminium-Rahmenprofil 2 verhindert. Zu­ sätzlich kann zwischen dem auf dem Verteilerrohr 52 aufliegenden Schenkel des Niederhalters 54 eine Isolierschicht aus einem Mate­ rial geringer Wärmeleitfähigkeit vorgesehen sein. Auch zwischen den Niederhaltern 54 und der Profilleiste 30 können Abstandhalter vorgesehen werden, welche die Berührungsfläche verringern und auch aus einem Isoliermaterial bestehen können.

Bei Absorberplatten mit großer Erstreckung zwischen den Verteiler­ rohren kann es zweckmäßig oder notwendig sein, Zwischenabstützun­ gen beispielsweise in der Mitte zwischen den Verteilerrohren vor­ zusehen. Dies kann beispielsweise ein Stützprofil 58 sein, das zwischen den einander gegenüberliegenden Profilleisten 30 angeord­ net ist. Diese Stützprofile 58 können aus Aluminium bestehen, und sie können mit ihren Enden 60 mit der Profilleiste 30 verbunden sein, beispielsweise über eine Schraubverbindung 62. Auch hier verhindert die aus einem Material geringer Wärmeleit­ fähigkeit bestehende Profilleiste 30 einen Wärmetransport in das Rahmenprofil 2.

Claims (5)

1. Sonnenkollektor in Flachbauweise mit einem Rahmen aus einem U-förmigen Aluminiumprofil, mit zum Rahmeninneren gerichteten Schenkeln, wobei ein erster Schenkel als Randauflage für eine selbsttragende Isolierstoffplatte dient und ein zweiter Schenkel im Abstand über dem plattenförmigen Absorber liegt, der eine Mehrzahl paralleler Rohre für einen Wärmeträger aufweist, die an den Enden jeweils mit einem quer dazu ver­ laufenden Verteilerrohr verbunden sind, dadurch gekenzeichnet,
daß der zweite Schenkel (24) des Rahmenprofils (2) an seinem freien Schenkelende mit einer zur Stirnseite (26) des Schenkels (24) offenen Nut (28) versehen ist,
und daß eine als Winkelprofil ausgebildete Profilleiste (30) aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit vor­ gesehen ist, die mit einem Schenkel (32) in die Nut (28) an der Stirnseite des zweiten Schenkels (24) des Rahmenprofils (2) eingesetzt ist und die mit einem anderen Schenkel (34) auf der Oberseite einer Isolierstoffschicht (16) aufliegt.

2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, bei dem der zweite Schenkel des Rahmenprofils außen mit einer Nut für ein Glasträger­ profil und einwärts von dieser Nut für das Glasträgerprofil mit einer Nut für die Aufnahme von Klemmleisten für eine den Kollektorraum überspannenden Kunststoffolie versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungen der beiden Nuten (40, 42) in der Ebene der Stirnseite (26) liegen, die durch die Außenseite des äußeren Schenkels der Nut (28) für die Profilleiste (30) gebildet ist.

3. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über den Verteilerrohren (52) Niederhalter (54) angeordnet sind, die mit wenigstens einem Befestigungsschenkel an der Profilleiste (30) befestigt sind.

4. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Absorbers (22) wenigstens ein quer zu den pa­ rallelen Rohren (50) desselben verlaufendes Stützprofil (58) vorgesehen ist, das mit seinen Enden (60) an der winkelför­ migen Profilleiste (30) befestigt ist.

5. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die winkelförmige Profilleiste (30) aus faserverstärktem Kunststoff besteht.