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Technischer
Bereich der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Sonnenkollektor, der aus einer
Mehrzahl elementarer Kollektormodule besteht, und der umfasst:
- – eine
Trag- bzw. Stützkonstruktion
auf Basis von Profilen (PR), die sich vertikal entlang eines geneigten
Dachs mit einem vorbestimmten horizontalen Abstand voneinander erstrecken,
und eine erste Reihe von Glasscheiben- bzw. Abdeckungsträgern, die
mit einer zweiten Reihe von Halteleisten zusammenwirken, die für ein Festklemmen der
entgegengesetzten Kanten der Glasscheiben sorgt, welche die transparente
Decke bzw. Abdeckung des Sonnenkollektors bilden,
- – wobei
jeder Verglasungs- bzw. Abdeckungsträger einen Mittelteil aufweist,
der mit zwei auseinanderstrebenden Seitenteilen verbunden ist, die an
jedem Ende eine erste horizontale Leiste zur Aufnahme einer Dichtung
umfassen, auf der jeweils eine der Glasscheiben aufliegt,
- – wobei
jede Halteleiste mit einer Abdeckung versehen ist, die an jedem
Ende eine zweite horizontale Leiste zur Aufnahme einer Dichtung
aufweist, die gegenüber
der ersten Leiste angeordnet ist,
- – wobei
eine erste Ansteck- bzw. Eingriffsklaue, die fest mit den jeweiligen
Seitenteilen des Abdeckungsträgers
verbunden ist, dazu bestimmt ist, auf eine zweite Befestigungszunge
bzw. Eingriffsklaue der entsprechenden Halteleiste aufgesteckt und
mit dieser verriegelt zu werden, um nach dem Aufstecken eine feste
Verbindung ohne Spiel zu bilden, welche Klauen aus den jeweiligen
Ebenen herausstehen, die durch die Dichtungen der ersten und zweiten
Leiste führen,
wobei die erste Eingriffsklaue einen Verankerungs- bzw. Eingriffshaken
aufweist, der entgegengesetzt zu einem Eingriffshaken der zweiten
Eingriffsklaue ausgerichtet ist,
- – sowie
Befestigungsmittel für
die Halteleisten an der Stützkonstruktion.
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Ein
solcher Sonnenkollektor wird in der Regel zum Erwärmen von
Luft oder einer Flüssigkeit verwendet,
mit oder ohne Speicherung von Energie, insbesondere:
- – zum
Erwärmen
einer Wärme
leitenden Flüssigkeit
in geschlossenem Kreislauf,
- – für das direkte
Aufheizen von Brauchwasser oder das Wasser eines Schwimmbeckens.
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Die
Montage dieser Kollektoren kann auf einem eigenen Träger erfolgen,
der beispielsweise auf dem Boden steht, oder durch Einbau in das
Dach eines Wohn- oder
Privathauses.
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Stand der
Technik
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Das
Dokument FR-A-2516964 beschreibt ein System zur Verbindung von Glaspaneelen
auf einem Holzrahmen, das eine Montage des Sonnenkollektors vor
Ort ermöglicht.
Das Verbindungssystem funktioniert mit einer Mehrzahl von Profilen,
die einander gegenüber
liegend montiert werden, um die Paneele festzuklemmen. Der Aufbau
der Profile ermöglicht
das Entstehen von Überlappungsbereichen, die
von der Anzahl der Paneele abhängen,
wobei die Profile aufeinander mittels des Mittelteils eines der Profile
aufliegen, der durch Eingreifen in Rippen des anderen Profils zusammenwirkt,
um die Überdeckung
zweier angrenzender Paneele zu ermöglichen. Die Befestigungsmittel
für die
zwischen den Halteprofilen eingeklemmten Glaspaneele werden von Stangen
gebildet, welche durch die Öffnungen
der Profile geführt
sind, wobei jede Befestigungsstange ein unteres Ende aufweist, das
als in den Rahmen geschraubte Ankerschraube ausgebildet ist, sowie ein
oberes Ende, das vorgesehen ist, eine Blockierungsmutter aufzunehmen.
Die einzelne Befestigung der Muttern erfordert ein vorbestimmtes
Anziehdrehmoment, damit eine gute und gleichmäßige Verbindung der Paneele
gewährleistet
ist, die insbesondere das Entstehen mechanischer Beanspruchungen
in den Glaspaneelen verhindert. Die Montage eines solchen Sonnenkollektors
ist zeitaufwändig
und kompliziert.
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Das
Dokument FR-A-2408018 beschreibt eine Befestigungsvorrichtung für einen
Sonnenkollektor, der Befestigungsprofile verwendet, bei denen eine
Verbindung eines Einsteck- und eines Aufsteckelements entsteht,
die über
die Aufsteckposition hinaus ein bestimmtes Spiel erlaubt. Die Profile
sind sperrig und sehr schwer und werden durch Aneinanderstecken
miteinander verbunden, wobei im Mittelbereich eine punktuelle mechanische
Verbindung hergestellt wird.
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Gegenstand der Erfindung
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Der
Gegenstand der Erfindung besteht in der Herstellung einer Befestigungsvorrichtung
für Einzelpaneele,
welche die Montage eines Solarpaneels vor Ort und eine Verringerung
des Gewichts der Stützkonstruktion
der Paneele ermöglicht.
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Die
Befestigungsvorrichtung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass:
- – die
Seitenteile jedes Abdeckungsträgers
mit Anschlagmitteln versehen sind, die nach innen weisen, um eine
An- bzw. Auflagefläche
zu bilden, die ein Überlappen
zweier Abdeckungsträger
ermöglicht,
- – wobei
die beiden ersten Eingriffsklauen an den Seitenteilen, getrennt
durch den Mittelteil, angeordnet sind, damit beim Komprimieren zweier
angrenzender Abdeckungen ein starrer Träger entsteht, der sich nahe
dem Einrastbereich der Eingriffsklauen befindet,
- – sich
die Eingriffsklauen durchgehend über
die ganze Länge
der Profile erstrecken, die aus einer extrudierten Aluminiumlegierung
bestehen und ein gleichmäßiges Einspannen
der Glasscheiben zwischen den Dichtungen ermöglichen.
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Durch
die Kompressionswirkung zwischen zwei aneinandergrenzenden Abdeckungen
entsteht ein starrer Träger,
der jede Längsgleitwirkung
zwischen den beiden Profilen verhindert. Das Gewicht der Aluminiumprofile
wird auf diese Weise auf ein Minimum reduziert.
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Nach
einem Merkmal der Erfindung ist an der ersten Leiste zwischen der
ersten Eingriffsklaue und der Dichtung jedes Seitenteils eines Abdeckungsträgers eine
Entwässerungsrille
bzw. Ablaufrinne vorgesehen.
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Vorzugsweise
weisen die Eingriffsklauen beim Aufstecken zueinander und erstrecken
sich in einer im Wesentlichen senkrechten Richtung bezüglich der
entsprechenden horizontalen Leisten.
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Die
Montage der Stützkonstruktion
erfolgt durch Positionierung der Abdeckungsträger auf der Auflageseite der
horizontalen Bahnen bzw. Pfetten mit Hilfe von Haltekeilen, wobei
jede Pfette mit Abstandsstücken
aus wärmedämmendem
Material versehen ist, die einen Wärmetrennbereich bilden, der so
zwischen der Stützkonstruktion
und den Kollektormodulen entsteht. Die Pfetten werden auf Befestigungssockel
aufgesteckt, die fest mit dem Dachstuhl verbunden sind und über höhenverstellbare
Anpassungsmittel verfügen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile und Merkmale gehen klarer aus der nachfolgenden Beschreibung
einer Ausführungsform
der Erfindung hervor, die beispielhaft und nicht erschöpfend gegeben
und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, in denen:
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1 eine
Ansicht im Längsschnitt
entlang der Linie 1-1 der 1B einer
Seitenfläche
eines Sonnenkollektors ist;
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1A eine
Teilansicht der 1 zeigt, die ein Ausführungsdetail
einer mit einer am Rand angeordneten Dichtung versehenen Glasscheibe
zeigt;
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1B einen
Gesamtgrundriss des auf einem Dach installierten Sonnenkollektors
darstellt;
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2 eine
vergrößerte Teilansicht
der 1 ist, welche die Befestigung der Abdeckungsträger auf einer
Pfette zeigt, die fest mit einem Befestigungssockel verbunden ist;
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3 eine
Ansicht im Querschnitt entlang der Linie 3-3 der 1B ist,
die den Sonnenkollektor vor der Anbringung der Halteleisten darstellt;
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die 4A und 4B Perspektivansichten einer
Verbindung von Abdeckungsträgern
sind;
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5 eine
mit 3 identische Ansicht nach dem Aufstecken der Halteleisten
auf die Abdeckungsträger
ist;
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6A eine
mit 2 identische Figur nach der Anbringung einer Halteleiste
auf dem unteren Modul ist;
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6B eine
Schnittansicht des Hydraulikregelkreises der Wärme leitenden Flüssigkeit
ist;
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die 7A und 7B Schnittansichten
eines Abdeckungsträgers
und einer Halteleiste vor ihrem Ineinanderfügen sind;
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8 ein
Aufriss eines höhenverstellbaren Befestigungssockels
ist;
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9 einen
Querschnitt durch eine Pfette darstellt.
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Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform
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Mit
Bezug zu den 1, 1A, 1B und 2 umfasst
ein Sonnenkollektor 10 mit ebener Oberfläche und
mit zirkulierender Wärme
leitender Flüssigkeit
eine Mehrzahl einzelner Kollektormodule MD aus Glas, die überlappend
oder dachziegelartig auf einer Abdeckung 12 des geneigten
Dachs eines Hauses oder eines beliebigen anderen Trägers angeordnet
sind.
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Der
Sonnenkollektor 10 umfasst eine Stützkonstruktion 14,
die aus Profilen PR aus einer extrudierten Aluminiumlegierung, die
auf den Sparren 16 des Dachstuhls mittels höhenverstellbarer
Befestigungssockel 18 befestigt sind, sowie horizontalen Pfetten 20 besteht.
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Zwischen
den Seitenteilen der einzelnen Pfetten 20 sind in der Dicke
der Stützkonstruktion 14 Wärme dämmende Platten 22 vorgesehen,
die insbesondere auf Basis von Glaswolle hergestellt sind. Die Oberseite
der Wärme
dämmenden
Platten 22 ist vorteilhafterweise mit einer reflektierenden
Folie 24 für
Infrarotstrahlung überzogen.
Zwischen der Unterseite der Wärme
dämmenden
Platten 22 und der bestehenden Wärmedämmung des Dachfirstes ist ein Belüftungsspalt 26 vorgesehen.
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In
den 3 bis 6A umfassen die Profile PR der
Stützkonstruktion 14 eine
erste Reihe von Abdeckungsträgern 28,
die durch Aufstecken auf eine zweite Reihe von Halteleisten 30 zur
Befestigung der Glasscheiben 32 aus gehärtetem Glas zusammenwirken,
welche die transparente Abdeckung bilden. Die Profile PR der Abdeckungsträger 28 erstrecken
sich vertikal entlang der Dachschräge entsprechend einem vorbestimmten
horizontalen Abstand und sind auf der oberen Auflageseite der horizontalen
Pfetten 20 mittels Haltekeilen 34 positioniert,
die beispielsweise aus einem Material auf Basis von Silikon bestehen.
Jeder Abdeckungsträger 38 ist so
angeordnet, dass er zwei nebeneinander liegende Glasscheiben 32 jedes
Paars von Modulen MD aufnehmen kann, die zu zwei aneinander angrenzenden Reihen
gehören.
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Eine
Seitenleiste 36 (3) ersetzt
die zweite Glasscheibe am seitlichen Ende der Fläche des Sonnenkollektors 10.
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Die
einzelnen Abdeckungsträger 28 sind
auf parallelen Ebenen angeordnet, die nur minimal voneinander beabstandet
sind, beispielsweise 7 mm, um die überlappende Anordnung der Glasscheiben 32 zu
ermöglichen,
die sich an ihren unteren und oberen Enden überdecken.
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Jede
Glasscheibe 32 ist vorteilhafterweise mit einer Lippendichtung 38 versehen
(1A), die auf die Kante geklebt ist, um die Dichtheit
im Überdeckungsbereich
zu gewährleisten.
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In
den 4A und 4B werden
die Abdeckungsträger 28 im
Bereich jeder Reihe mittels Schrauben 40 auf den Pfetten 20 befestigt,
die in entsprechenden Einsätzen 42 sitzen,
die fest mit den Pfetten 20 verbunden sind. Das Profil
jedes Abdeckungsträgers 28 ist
am unteren Ende von einer länglichen
Aussparung 44 und am oberen Ende von einer Öffnung durchbrochen.
Der Abdeckungsträger 28 wird
nach unten bewegt, bis sich die Öffnung
am oberen Ende gegenüber
der Schraube 40 befindet. Der Kopf der Schraube 40 ist
dann in dem Spalt der länglichen
Aussparung 44 eingeschlossen. Anschließend wird die Schraube 40 endgültig angezogen,
und die Montage wird entlang jeder Reihe bis zum oberen Teil fortgesetzt.
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Vor
der Anbringung der Glasscheiben 32 werden Absorberelemente 46 in
jedem Modul MD vorgesehen: sie werden zwischen zwei aufeinander folgenden
Reihen von Abdeckungsträgern 28 in
einer zu den Wärmedämmungsplatten 22 parallelen
Richtung (6B) angeordnet. Die Absorberelemente 46 bestehen
aus gerippten Kupferbändern,
die von einer dünnen
schwarzen Oberflächenschicht
bedeckt sind, beispielsweise einer Nickel-, oder einer Schicht aus schwarzem
Chrom, die zur Seite der Glasscheiben 32 weist. Sie sind
mit Zirkulationsrohren 48 versehen, die für den Umlauf
der Wärme
leitenden Flüssigkeit über Anschlüsse 49 an
einen Hydraulikkreislauf 50 mit zwei Sammlern 52, 54 angeschlossen
sind. Der Hydraulikkreislauf 50 befindet sich im oberen
Bereich, wobei jedes Absorberelement 46 durch den entsprechenden
Hydraulikanschluss an Ort und Stelle gehalten wird, was Verformungen
des Bandes durch Wärmeausdehnung
möglich
macht. Die Rohre 52, 54 sind mittels röhrenförmiger Stutzen 55 thermisch
gegen die Wände 53 aus
einer Leichtmetalllegierung geschützt.
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In
den 5 und 6A sieht man, dass die Halteleisten 30 nach
dem Anbringen der Glasscheiben 32 durch Aufstecken auf
die Abdeckungsträger 28 befestigt
werden, und zwar entsprechend einer durch den Pfeil P dargestellten
Druckbewegung. Durch das Aufstecken der Halteleisten 30 werden
die Ränder
der Glasscheiben 32 durch Ausübung eines ständigen Spanndrucks
gehalten.
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Der
obere Raum zwischen den Absorberelementen 46 und den Glasscheiben 32 bildet
eine Glocke, die dazu vorgesehen ist, die in den Rohren 48 des
unteren Raums zirkulierende wärmeleitende Flüssigkeit
zu erwärmen.
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In 7A umfasst
das Profil des Abdeckungsträgers 28 einen
Mittelteil 56, der mit zwei bezüglich der durch den Mittelteil 56 führenden
Mittelebene auseinander strebenden und symmetrischen Seitenteilen 58, 60 verbunden
ist. Das Ende jedes Seitenteils 58, 60 ist über die
ganze Länge
des Profils mit einer ersten Leiste 62 zur Aufnahme einer
Dichtung 64 sowie einer ersten Eingriffsklaue 66 versehen.
Die Leiste 62 verläuft
parallel zum Mittelteil 56 und umfasst eine halbrunde Rille 67,
in der die Dichtung 64 angeordnet ist. Die Eingriffsklaue 66 verläuft im Wesentlichen
senkrecht zur Leiste 62 und ist mit einem Eingriffshaken 68 versehen,
der aus der durch die Dichtungen 64 führenden horizontalen Ebene
herausragt. Jedes Seitenteil 58, 60 ist mit einem
nach innen weisenden Anschlag 70 versehen, um eine Auflagefläche beim Überlappen
zweier Abdeckungsträger 28 zu
bilden, wie in 4B gezeigt.
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In 7B umfasst
das Profil der Halteleiste 30 auf seiner ganzen Länge eine
Abdeckung 72 in Form eines umgedrehten C, das an jedem
Ende eine zweite Leiste 74 zur Aufnahme einer Dichtung 76 und eine
zweite Eingriffsklaue 78 umfasst. Der Eingriffshaken 80 der
zweiten Eingriffsklaue 78 ist bezüglich dem der ersten Klaue 66 in
entgegengesetzter Richtung ausgerichtet, sodass die beiden Eingriffshaken 80, 68 miteinander
in Eingriff kommen, wenn die Halteleiste 30 auf den entsprechenden
Abdeckungsträger 28 aufgesteckt
wird, wodurch die Glasscheiben 32 zwischen den Dichtungen 64, 76 mit
kreisförmigem
Querschnitt (5) eingeklemmt werden.
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An
der Leiste 62 ist zwischen der ersten Eingriffsklaue 66 und
der abschließenden
Rippe 67 jedes Seitenteils 58, 60 des
Abdeckungsträgers 28 eine
Ablaufrinne 82 vorgesehen.
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Alle
Glasscheiben 32 einer Reihe liegen auf Dichtungen 64 der
Abdeckungsträger 28 auf,
wobei sie durch die ersten Eingriffsklauen 66 seitlich
auf parallelen Ebenen positioniert sind, die jeweils einen Abstand
von 7 mm haben, bei einem Überlappungsbereich
von etwa achtzehn Millimetern.
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Die
Durchgängigkeit
der Profile im Bereich der Eingriffsklauen 66, 78 ermöglicht den
Erhalt einer gleichmäßigen Einspannung
der Glasscheiben 32 beim Aufstecken der Halteleisten 30 auf
die entsprechenden Abdeckungsträger 28.
Hieraus ergibt sich eine hervorragende Widerstandsfähigkeit
des Sonnenkollektors 10 gegenüber witterungs- und wärmebedingten
Beanspruchungen, denen die transparente Abdeckung ausgesetzt ist.
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In 8 umfasst
ein Befestigungssockel 18 einen festen Träger 84,
der auf die Sparren 16 geschraubt werden soll, sowie einen
Auflageteil 86, der durch Eingreifen in eine doppelte Zahnstange 88 des Trägers 84 in
seiner Höhe
verstellbar ist.
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In 9 wird
die Pfette 20 durch Aufstecken auf den Auflageteil 86 des
Sockels 18 positioniert und von einem Profil gebildet,
das einen Körper 90 in Form
eines umgedrehten U hat, der von dem Träger 92 des Keils 34 durch
Abstandsstücke 94 aus
wärmedämmendem
Material getrennt ist. Durch die Abstandsstücke 94 entsteht ein
in die Pfette 20 integrierter Wärmetrennungsbereich.
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Nach
einer (nicht dargestellten) Ausführungsform
können
die Eingriffsklauen 66, 78 der Abdeckungsträger 28 und
der Halteleisten 30 durch aufsteckbare Rückhalteelemente
ersetzt werden, die in gleichmäßigem Abstand
punktuell entlang der vertikalen Fluchtungsrichtung jeder Reihe
angeordnet sind.
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Natürlich kann
die gleiche Stützkonstruktion verwendet
werden, wenn die Glaspaneele durch Photovoltaik-Sonnenpaneele ersetzt
sind. In diesem Fall kann auf den Absorber verzichtet werden.