DE7932552U1 - Gehaeuse fuer solarkollektoren - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse äüs* thermo= plastischem Kunststoff für Sölärköüekt-ören / das in ein übliches Ziegeldach durch Ersatz" einer Ör"Uppe Von Ziegeln eingebaut werden kann«

Um Energie zu sparen/ Wird in zunehmendem Maße versucht/ \ Sonnenenergie direkt zur Erwärmung Von Brauch^ Und Heiz= I wasser zu nützen« Die für diese Anwendung im Handel er- '» hältÜcheh Soiarkollektoren bestehen in der Regel äüs ;

Ιό fiacheii Wärmetauschern aus Metall oder Kunststoff mit einem DUfchfiußsystem für das zu erwärmende Wasser₄ Diese Wärmetauscher werden in zur Soniie Üchtdufchiässigen Gehäusen gelagert / um den sogenannten Treibhaüseffekt zu nützen . '

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Zur Aufstellung solcher Solarkollektoren bieten sich die Häüsdächer an_ä Während dies auf Flachdächern problemlos ist - die Kollektoren Werden zur Sonne geneigt aufgestellt, um die beste Lichtausbeute zu gewährleisten gibt es bei Giebeldächern oft Schwierigkeiten. Werden die Kollektoren oben auf dem Dach montiert, so bedeuten sie eine zusätzliche Belastung des Daches und erfordern meist eine Verstärkung des Dachstuhls<.Außerdem sehen die aufgesetzten Kollektoren häßlich aus und die erforderliche be-^ hördliche Genehmigung ist oft nicht zu bekommen_ä

Werden die Kollektoren anstelle der Bedachung eingebaut/ ; treten: bich-feigkeitsprobleme auf/ die umfangreiche Äfe- ?

dichtungsarbeiten erfordern*

Es ist zwar schon vorgeschlagen worden/ die Dachpfannen selber als Kollektoren auszubilden (DE-OSen 26 42 732 und 27 29 313), hierzu sind aber völlig neue Konstruktionen nötig_r handelsübliche Wärmetauscher können nicht eingesetzt werdeni

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2 ti if Behebung dies ei: !Schwierigkeiten Wird erfindungsgemäß ein Gehäuse aus theiimöplästischera Kunststoff für äoläir"^ köliekfcören vorgeschlagen/ das geeignet ist 2Um Einbau in übliche Ziegei-däöheif durch Ersatz einer" Gruppe von Ziegeln Und das dadurch gekennzeichnet ist/ daß es aus einem Wanneriärtigeri Aufnahmebehälter für den äölärköüek = tor besteht/ der von einer Umlaufenden Auflagefläche für eine lichtdurchlässige Abdeckung Und einem in Form Und Größe der zu ersetzenden Dachziegel-Gruppe entsprechenden Rand Umgeben ist₄

Der wänhenärtige Aufnahmebehälter für den kollektor ist vorzugsweise 500 - 7Ö0 mm breit Und 9ÖÖ - 1200· mm lang, | besonders bevorzugt 550 - 6OO mm breit Und 9ÖÖ· - iOÖÖ mm | lang, Und hat eine Tiefe Von 70 - 100 mm> vorzugsweise 80 - 90 mm* Dies erlaubt die Aufnahme handelsüblicher Kollektoreiii Da die Dachsparren üblicherweise einen Abstand Von 550 - 75Ο mm haben/ kann der Aufnahniiebehälter jeweils zwischen zwei Dachsparren eingesetzt werden. Zur | Versteifung des Aufnahmebehälters kann es vorteilhaft sein, den Wannenboden stufenförmig zu Vertiefen. Die Um- f laufende Auflagefläche für die lichtdurchlässige Abdekkung liegt nach Einbau ins Dach auf gleicher ti:öhe wie die Ziegeioberflache. Die umlaufende Auflagefläche hat zweckmäßigerweise eine Breite von 3O - 80 mm, vorzugsweise von 40 - 65 mm. Es ist vorteilhaft, die Auflagefläche durch eine umlaufende Nut zu unterbrechen. Dies erhöht die Verwindungssteifigkeit und erleichtert das Einsetzen und Abdichten der Abdeckung.

Der sich anschließende äußere Rand des erfindüingsgemäßen Gehäuses entspricht in Form und Größe genau den zu ersetzenden Dachziegeln- Hierdurch kann das Gehäuse einfach anstelle einer Gruppe von Dachziegeln eingesetzt werden, und die Abdichtung wird genau wie bei dem übrigen Dach durch Überlappung erreicht_r ohne daß eine zusätzliche Verwendung von Dichtungsmaterial erforderlich ist-. Links und

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r'eöhts an den äeiteii Wird die ÄUfläij-e für die näehste 2ie§elreihe bei del? Herstellung so breit belassen, daß ein UnfcefEichiediiöhei? Abstand der Däehspäififen b2W, 2iegelreihen jeweils bis zu einer Breite von i/2 Ziegel äüsge^liähett Werden kärin. Vor dein Einbau ist nur erförderlich, den Räiid auf die jeweils benotigte Breite abziischneiden. Durch den Einsatz des Aufnahmebehälters zwischen die Dachsparireh käiiii dieser ausreichend tief sein, ohne j daß das Dach angehoben wei'deri inUß₍

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Da das Gehäuse und meist auch der Wärmetauscher aus thermoplastischem Künststoff sind> wiegt die gesamte Anordnung weniger als eine gleichgroße Ziegelbedachürig, so daß keine Verstärkung des Dachstühls erforderlich ist und der Einbau ohne Schwierigkeiten auch in Altbaudächer vorgenommen werden

Als Material für das Gehäuse eignen sich schlagfeste und witterungsbeständige thermoplastische Kunststoffe, ζ_;Β.

Vinylchlorid-Polymerisate, Polyolefine oder Styrolpolymerisate. Vorzugsweise werden elastifiziertes Polyvinylchlorid, ZiB* mit Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisaten modifiziertes Polyvinylchlorid oder Mischungen von Polyvinylchlorid mit chloriertem Polyäthylen, kautschukmodifiziertes Polystyrol, vor allem mit Äthylen-Propylen-Dien-Kaütschük modifiziertes Polystyrol, wie man es z.B. durch Polymerisation von Styrol in Gegenwart des Kautschuks erhält, oder lichtstabiüsiertes Polyäthylen oder Polypropylen eingesetzt. Als Dien wird im Äthylen-Propylen-Dien-r-Kautsehük vor allem Hexadieh oder Äthyliderihörborrien eingesetzt. Die Polymerisate können verstärkende Füllstoffe, z.B. Glasfasern oder Talk enthalten. Übliche Additive, wie Farbstoffe, Pigmente, Antistatika, Stabilisatoren, vor allem Lichtstäbilisätören, oder Flammschutzmittel können ebenfalls zugesetzt werden. Beim modifizierten Polystyrol ist eine dunkle Einfärbung etwa in der Farbe der Ziegel möglich, so daß sich die Gehäuse sehr gut in die Bedachung einpassen.

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Das eiff inäUncfsgfeinäße ÖehäUse kann spritz"geg"össen öder älis Vöifgefeirfcigten Plätten tiefcfoisogen Werden, Ss ist ζ^Β« iijö§iiöh/ das öehäuse aus einem fereibmittelhältigen ThSfmö= piästeri spritäziUgießefi / so daß inän einen sogenannten in-begifäi-Schätimköirper eirhtit/ der eine feste äüßeife Haut und einen g'esöhäuinten Kerii hätj Ein solches iin Inneifn geschäumtes Gehäuse hat &ine höhere Stabilität Uiid eiiie gute Isöiätiönswirkün^.

ίο Vorzugsweise werden die erfindühgs'gelnäßen Gehäuse aber durch Tiefziehen aus extrüdiertori Piattön hergestellt/ da man dabei mit relativ büligeh/ leicht zu variierenden Formen arbeiten kann/ so daß auch kleine Serien wirtschaftlich herzustellen sind»

Für die lichtdurchlässige Abdeckung eignen sich Platten aus Glas Oder durchsichtigem/ bewitterungsbeständigem Kunststoff, ZwBi Polymethylmetacrylat, Pölycarbönät, schiagzähem Polyvinylchlorid oder Mischpolymerisaten aus Äthylen und Tetrafluoräthylen. Im Handel sind auch Hauben aus Poiymethyimetacrylat für die Abdeckung erhältlich_s

Eine gute Nutzung der Sonnenenergie erreicht man, wenn unterhalb der ersten Abdeckung, z*B₄ der Haube aus HoIymethylmetacrylat, noch eine Kunststoffolie aus den genannten Kunststoffen, vorzugsweise aus Polyester oder Äthylen-Tetraflüoräthylen-Cöpolymer, eingespannt ist.

Die Abdeckung wird unter Zwischenlegung einer Dichtung nauf; der umlaufenden Auflagefläche öder in der umlaufenden Nut dicht befestigt.

Als Kollektoren können handelsübliche Wärmetauscher aus Metall oder Kunststoff verwendet werden. Wegen des geringen Gewichts werden extrusiönsgeblasene, flache Wärmetauscher aus Polypropylen mit rohrförmigen Durchflußkanälen bevorzugt. Die Durchflüßkanäle können aus zwei Sammel-

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kanälen mit dazu senkrecht verlaufenden Verbindungskanälen bestehen, oder sie können mäander- oder spiralförmig angeordnet sein. ·

Um Wärmeverluste zu vermeiden, wird der Wärmetauscher nach ΐ unten und seitlich isoliert in dem erfindungsgemäßen Ge- | häuse gelagert. Für die Isolation eignen sich Kunststoff- f schäume, z.B. Polystyrolschaum, oder Glas- und Gesteins- | wolle. Die für den Anschluß erforderlichen Rohrleitungen * werden am besten durch die oberen und/oder unteren Seitenwände des Aufnahmebehälters geführt. Die erfindungsgemäßen Gehäuse können einzeln oder vorzugsweise im Verbund verlegt v/erden. Da ihr Gewicht leichter ist als die Ziegelbedachung, kann z.B. die gesamte Südseite eines Daches mit Solarkollektoren bedeckt werden. Es kann auch vorteilhaft sein, in vertikaler Richtung jeweils eine Ziegelreihe zwischen die Kollektoren zu verlegen. Da sich die Kollektorgehäuse nahtlos in die Bedachung einfügen, kann die Bedachung ganz nach Wunsch und Bedarf mit Kollektoren versehen werden.

Die Zeichnungen zeigen beispielhaft ein erfindungsgemäßes Gehäuse für ein mit Frankfurter Pfannen gedecktes Dach.

Figur 1 zeigt eine Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes

Gehäuse.
Figur 2 zeigt «inen Schnitt entlang der Linie II - II von Figur i.

Figur 3 zeigt öinen Schnitt entlang der Linie III- III von Figur 1.

ϊη den Figuren bedeuten*

1 Gehäuse für solarkollektor

2 Wannenarfeicföi' Aufnahmebehälter für den Kollektor ι 3a, 3b Umlaufende- AUflägefläöhett für eine lichtdurchlässige Abdeckung

4a/ 4b Verbreiterter Rand an der linken Uttd reöhten Seite g

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Standes.
5a, 5b in Form und Größe den zu ersetzenden Dacihziegeln

entsprechende untere und obere Seitenflaiche 6 umlaufende Nut in der Auflagefläche

2a Wannenbodenstufe

2b Bodenraum des Aufnahmebehälters 2

2c untere Seitenwand des Aufnahmebehälters 2 2d obere Seitenwand des Aufnahmebehälters 2

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Beispiel

Sonnenkollektor-Gehäuse zum Einbau! in ein mit Frankfurter Pfannen zu deckendes oder gedecktes Dach.

Die Abmessungen des Gehäuses entsprechen 4 Reihen zu 2 1/2 Frankfurter Pfannen. Es enthält vor der Installation bereits fertig eingebaut einen bekannten Absorber. Dieser ruht auf einer etwa 2 cm starken Isolierschicht auf der Wai.nenstufe 2a. Der Bodenraum 2b ist ebenfalls mit einer Isolierschicht ausgefüllt. Auch seitlich ist der Absorber selbstverständlich ohne Wärmebrücken umlaufend isoliert. Wie bei anderen bekannten Konstruktionen ist zur Seite des Lichteinfalls eine lichtdurchlässige· Folie und abschließend eine stabile, ebenfalls lichtdurchlässige Haube, beispielsweise aus Polymethylmethacrylat, oder eine plane Platte, beispielsweise aus Glas, angebracht. Im Falle der Verwendung einer PMMA-Haube mit abgewinkelten Rändern sitzt diese auf der umlaufenden Auflagefläche 3a und ist mit Schrauben oder Klemmvorrichtungen befestigt. Im Falle der Verwendung einer planen Platte dienen sowohl die umlaufende Auflagefläche 3a als auch 3b zur Unterstützung. Die umlaufende Nut 6 dient zur Aufnahme von handelsüblichen Dichtungsinatef ialien.

Die Abstufung des Aufnahmebehälters 2 zum Bodenraum 2b durch die Stufe 2a erhöht die Verwindungssteifigkeit des Gehäuses.

Die Zuleitung des wärmetauschenden Mediums ium Absorber ist durch die (untere) Seitenwand 2c geführt, die Ableitung durch die (obere) Seitenwand 2d. Die Bezeichnungen "unte£e"und "obere" beziehen sieh auf die Lage im Daeh nach deii installation.

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Die Seitenflächen 4a und 4b sind so gestaltet, daß Frankfurter Pfannen auf der einen Seite übergreifen (4a) bzw. auf der anderen Seite untergreifen (4b). Die Konturen sind so ausgeführt, daß sie mit dem Verlauf der Konturen der Ziegel genau übereinstimmen. Durch die entstehenden Überlappungen wird wie bei einem Ziegeldach eine ausreichende Abdichtung ohne zusätzliche Mittel erreicht.

Das gleiche gilt für die Seitenflächen 5a und 5b, die den Querkonturen der Dachziegel entsprechend ausgebildet sind.

Das Breitenmaß der Seitenfläche 4a und 4b wurde so gewählt, daß eine Verschiebung des Gehäuses um eine halbe Ziegelbreite erfolgen kann. Überflüssige Breiten können bei der Installation abgetrennt werden. Dies ist dann erforderlich, wenn, wie in den meisten. Fällen, das Rastermaß der Dachsparren nicht mit dem der Ziegel übereinstimmt·

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••If I I I I I • 111 HOE 79/P 310 G Schutzansprüche:

1. Gehäuse aus thermoplastischem Kunststoff für Solar- · kollektoren zum Einbau in übliche Ziegeldächer durca Ersatz eirer Gruppe von Ziegeln, dadurch gekennzeichnet^ daß es aus einem wannenartigen Aufnahmebehälter für den Solarkollektor besteht, der von einer umlaufenden Auflagefläche für eine lichtdurchlässige Abdeckung und einem in Form und Größe der au ersetzenden Dachziegel-Gruppe entsprechenden Rand umgeben ist.

2. Gehäuse für Solarkollektoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wannenartige Aufnahmebehälter 500 - 700 mm breit und 900 - 1200 mm lang ist.

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3. Gehäuse für Solarkollektoren nach Anspruch 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmebehälter eine Tiefe von 70 - 100 mm hat.

4. Gehäuse für Solarkollektoren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wannenboden stufenförmig vertieft ist.

5. Gehäuse für Solarkollektoren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Auflagefläche eine Breite von 30 - 80 mn hat.

6. Gehäuse für Solarkollektoren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufende Auflagefläche durch eine umlaufende Nut unterbrochen ist.

7. Gehäuse für Solarkollektoren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder an der linken und rechten Seite des Aufnahmebehälters bei der Herstellung so breit belassen sind/ daß ein unterschiedlicher Abstand der anschließenden Ziegeslreihen bis 45U einer Breite von i/2 Ziegel ausgeglichen Werden kann ·

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8. Gehäuse für Solarkollektoren nach Anspruch 1 bis 7_f dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer extrudierten Platte tiefgezogen ist.

9. Gehäuse für Solarkollektoren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem elastifizierten Polyvinylchlorid oder einem kautschukmodifizierten Polystyrol oder Polyäthylen oder Polypropylen besteht.

1O. Gehäuse für Solarkollektoren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es aus mit Äthy'ien-Propylen-Dien-Kautschuk modifiziertem Polystyrol besteht.

11. Gehäuse für Solarkollektoren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem einen verstärkenden Füllstoff enthaltenden Polymerisat besteht.

12. Gehäuse für Solarkollektoren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Integral-Schaumkörper-Struktur mit fester äußerer Haut und geschäumtem Kern aufweist.