DE9211121U1 - Solar collector - Google Patents
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Description
SolarkollektorSolar collector
Die Erfindung betrifft einen Solarkollektor mit einem Gehäuse, in dem ein Sonnenenergie-Absorber unter einer abgedichtet am Gehäuse abgestützten Glasscheibe aufgenommen ist und das folgende Merkmale aufweist:The invention relates to a solar collector with a housing in which a solar energy absorber is accommodated under a glass pane supported in a sealed manner on the housing and which has the following features:
- einen Rahmen mit einer der Glasscheibe zugekehrten Wandfläche, - a frame with a wall surface facing the glass pane,
- ein Dichtmittel zur Verankerung der Glasscheibe am Gehäuse und zum Abdichten des Überganges von der Glasscheibe zum Gehäuse, und- a sealant for anchoring the glass pane to the housing and for sealing the transition from the glass pane to the housing, and
- eine Rinne, die sich zumindest entlang einem Teil des Rahmens erstreckt, um Flüssigkeit zu Sammeln.- a channel extending along at least part of the frame to collect liquid.
Ein solcher Solarkollektor ist aus CH 651 379 A5 bekannt. Bei diesem Stand der Technik ist ein Dichtmittel aus gummiartigem Material in eine Nut gedrückt und dort mittels ankerartiger Vorsprünge, die an der Nut ausgebildete Hinterschneidungen hintergreifen, gehalten. Ein Problem tritt bei diesem Stand der Technik dadurch auf, daß der Abstand zwischen der Verankerung des Dichtmittels in der Nut bis zur Stirnkante der Glasscheibe des Kollektors relativ groß ist. Aufgrund der Abmessungstoleranz der Glasscheibe, der unterschiedlichen Wärmedehnung zwischen dem Aluminium des Gehäuses einerseits und dem Glas ande-Such a solar collector is known from CH 651 379 A5. In this state of the art, a sealant made of rubber-like material is pressed into a groove and held there by means of anchor-like projections that engage behind undercuts formed in the groove. A problem arises with this state of the art in that the distance between the anchoring of the sealant in the groove and the front edge of the glass pane of the collector is relatively large. Due to the dimensional tolerance of the glass pane, the different thermal expansion between the aluminum of the housing on the one hand and the glass on the other,
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rerseits (aufgrund der Wärmedehnung des Aluminiums wird der Abstand zwischen der Stirnkante des Glases und dem Rahmen des Gehäuses größer), kann es vorkommen, daß bei starkem Windsog an der Glasscheibe das Glas die Gummihalterung umknickt.On the other hand (due to the thermal expansion of the aluminum, the distance between the front edge of the glass and the frame of the housing increases), it can happen that if there is strong wind suction on the glass pane, the glass bends the rubber holder.
Das DE-GM 76 21 925 beschreibt einen Solarkollektor, bei dem die Abdichtung am Rand des Gehäuses mit Schaumstoff erfolgt, wobei ein Randstreifen des Rahmens mittels einer Folie am Kollektor befestigt ist.DE-GM 76 21 925 describes a solar collector in which the edge of the housing is sealed with foam, whereby an edge strip of the frame is attached to the collector by means of a film.
Der Innenraum eines Solarkollektors soll möglichst vollständig gegen die äußere Atmosphäre abgedichtet sein, damit sich keine Feuchtigkeit im Innenraum des Gehäuses sammeln kann.The interior of a solar collector should be sealed as completely as possible against the outside atmosphere so that no moisture can collect inside the housing.
Im Stand der Technik wird die Glasscheibe des Sonnenkollektorgehäuses in der Regel mit Silikon oder einem Gummi gegen die metallische Gehäusewand abgedichtet. Eine Gummidichtung erfordert einen erhöhten Aufwand, weil in der Regel ein Rahmen erforderlich ist, der eine Quetschung des Gummis bewirkt.In the current state of the art, the glass pane of the solar collector housing is usually sealed against the metal housing wall with silicone or rubber. A rubber seal requires more effort because a frame is usually required, which causes the rubber to be crushed.
Bei Verwendung von einspritzbarem Silikon als Dichtmittel kann auf einen solchen zusätzlichen Dichtrahmen verzichtet werden. In diesem Falle wird die Silikonmasse direkt mit dem Metallrahmen (häufig aus Aluminium) versiegelt.If injectable silicone is used as a sealant, such an additional sealing frame is not necessary. In this case, the silicone mass is sealed directly to the metal frame (often made of aluminum).
Trotz der genannten Dichtmittel kommt es jedoch vor, daß Feuchtigkeit durch kleine Risse, insbesondere nach langem Gebrauch des Sonnenkollektors, in den Innenraum des Gehäuses eindringt. Derartige Feuchtigkeit kann die Glasscheibe von innen beschlagen, was den Wirkungsgrad des Sonnenenergiekollektors herabsetzt. Auch kann die Feuchtigkeit langfristig Schäden an den Bauteilen im Inneren des Gehäuses verursachen, insbesondere durch Korrosion.Despite the sealants mentioned, it can happen that moisture penetrates into the interior of the housing through small cracks, especially after long-term use of the solar collector. Such moisture can fog up the glass pane from the inside, which reduces the efficiency of the solar energy collector. In the long term, the moisture can also cause damage to the components inside the housing, particularly through corrosion.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Solarkollektor derart auszugestalten, daß mit einfachen und preisgünstigen Mitteln das Problem eindringender Feuchtigkeit gelöst ist, wobei insbesondere die Abdichtung und Halterung der Glasscheibe am Gehäuse des Kollektors sehr wirksam und stabil sein soll.The aim of the present invention is to design a solar collector in such a way that the problem of moisture penetrating is solved using simple and inexpensive means, whereby in particular the sealing and mounting of the glass pane on the housing of the collector should be very effective and stable.
Erfindungsgemäß ist hierfür vorgesehen, daß die Glasscheibe die Rinne zumindest annähernd überbrückt und das Dichtmittel einerseits an der der Glasscheibe zugekehrten Wandfläche des Rahmens und andererseits an einer Stirnkante der Glasscheibe anliegt.According to the invention, it is provided that the glass pane at least approximately bridges the channel and the sealing means rests on the one hand on the wall surface of the frame facing the glass pane and on the other hand on a front edge of the glass pane.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.Preferred embodiments of the invention are described in the dependent claims.
Weitere, bevorzugte Ausgestaltungen sehen vor, daß die Außenwand des Gehäuses die Feuchtigkeit sammelnde Rinne auf einer Seite begrenzt.Further preferred embodiments provide that the outer wall of the housing limits the moisture-collecting channel on one side.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zwischen der Außenwand des Gehäuses und der Glasscheibe ein umlaufender Freiraum vorgesehen ist zur Aufnahme eines Dichtmittels.A particularly preferred embodiment of the invention provides that between the outer wall of the housing and the glass pane a circumferential free space is provided for receiving a sealing agent.
Die vorstehend genannte Lösung hat insbesondere den Vorteil, daß mit geringem baulichem Aufwand sowohl ein Dichtmittel, insbesondere Silikon, in einfacher Weise eingebracht werden kann und gleichwohl, wenn das Dichtmittel nicht (mehr) 100 %-ig wirksam sein sollte, eindringende Feuchtigkeit unmittelbar in die erfindungsgemäße Rinne gelangt, um von dort aus dem Inneren des Gehäuses abgeführt zu werden.The above-mentioned solution has the particular advantage that a sealant, in particular silicone, can be introduced in a simple manner with little construction effort and, even if the sealant is no longer 100% effective, penetrating moisture passes directly into the channel according to the invention in order to be drained from there out of the interior of the housing.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Freiraum an seiner Oberseite offen ist, wobei das in ihm aufgenommene Dichtmittel bündig sowohl einerseits mit derIn a further embodiment of the invention, it is provided that the free space is open on its upper side, whereby the sealing agent accommodated in it is flush with the
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Glasscheibe als auch andererseits mit der Außenwand des Gehäuses abschließt. Diese Lösung hat den Vorteil, daß die obere Fläche des Sonnenkollektor-Gehäuses insgesamt eine glatte Ebene ohne vorstehende Teile bildet und daß das Dichtmittel, bevorzugt Silikon, in einfacher Weise in den Freiraum zwischen Glas-Außenkante und Gehäusewandung eingebracht werden kann.glass pane and the outer wall of the housing. This solution has the advantage that the upper surface of the solar collector housing forms a smooth surface without any protruding parts and that the sealant, preferably silicone, can be easily introduced into the space between the outer edge of the glass and the housing wall.
Eine besonders wirksame Abdichtung und ein einfaches Einbringen des Dichtmittels, z.B. Silikon, in den hierfür vorgesehenen Freiraum, ohne daß das Dichtmittel störend in die Flüssigkeitsrinne gelangen kann, wird dann erreicht, wenn die Rinne eine obere Begrenzungswand aufweist, die sich annähernd parallel zur Ebene der Glasscheibe von der Außenwand des Gehäuses abstehend nach innen erstreckt. Dabei ist es möglich, daß die Glasscheibe geringfügig höher liegt (z.B. 1 mm) als die genannte obere Begrenzungswand .A particularly effective seal and easy introduction of the sealant, e.g. silicone, into the space provided for this purpose, without the sealant being able to get into the liquid channel and causing interference, is achieved if the channel has an upper boundary wall that extends inwards from the outer wall of the housing, approximately parallel to the plane of the glass pane. It is possible for the glass pane to be slightly higher (e.g. 1 mm) than the upper boundary wall mentioned.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, daß die obere Begrenzungswand der Rinne die untere Begrenzung des Freiraumes ist und die Glasscheibe zumindest teilweise abstützt.Preferably, the upper boundary wall of the channel is the lower boundary of the free space and at least partially supports the glass pane.
Eine weitere Verbesserung des Schutzes des Innenraumes des Gehäuses vor Feuchtigkeit wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß eine der Außenwand des Gehäuses gegenüberliegende Seitenwand der Rinne einen sich parallel zur Ebene der Glasscheibe erstreckenden Ansatz aufweist, der die Glasscheibe zumindest teilweise abstützt.A further improvement in the protection of the interior of the housing against moisture is achieved according to a further embodiment of the invention in that a side wall of the channel opposite the outer wall of the housing has a projection extending parallel to the plane of the glass pane, which at least partially supports the glass pane.
Hierdurch ist ermöglicht, daß zwischen dem Ansatz und der Glasscheibe eine weitere Dichtung angeordnet werden kann derart, daß an der besonders kritischen Außenkante der Glasscheibe eindringende Feuchtigkeit gar nicht erst in den Kollektorraum des Gehäuses gelangt, sondern unmittelbar über die erfindungsgemäße Rinne wieder aus dem Gehäuse abgeführt werden kann. Zum Abführen von Feuchtigkeit aus der Rinne in die äußere Atmosphäre sind Öffnungen in der Außenwand des Gehäuses vorgesehen.This makes it possible to arrange an additional seal between the attachment and the glass pane in such a way that moisture penetrating the particularly critical outer edge of the glass pane does not even reach the collector chamber of the housing, but can be immediately drained out of the housing via the inventive channel. Openings are provided in the outer wall of the housing to drain moisture from the channel into the outside atmosphere.
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Damit die Feuchtigkeit aus der Rinne des Gehäuses direkt auf die Außenseite von Dachziegeln überführt werden kann, ist schließlich gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß das Gehäuse unterhalb der Öffnungen ein vorstehendes Profilteil aufweist.In order that the moisture from the gutter of the housing can be transferred directly to the outside of roof tiles, finally, according to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the housing has a protruding profile part below the openings.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. It shows:
Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch einen Teil eines Gehäuses eines Solarkollektors,Fig. 1 shows schematically a section through a part of a housing of a solar collector,
Fig.2 einen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel eines Teiles eines Gehäuses eines Solarkollektors,Fig.2 a section through another embodiment of a part of a housing of a solar collector,
Fig.3 einen Schnitt durch einen Teil des Gehäuses eines weiteren Ausführungsbeispieles eines Solarkollektors,Fig.3 a section through part of the housing of a further embodiment of a solar collector,
Fig.4 einen Schnitt gemäß Fig.3, wobei ein Hebelarm besonders dargestellt ist, auf den es wesentlich ankommt, undFig.4 a section according to Fig.3, with a lever arm being shown in particular, which is of key importance, and
Fig.5 einen Schnitt durch einen Teil eines Gehäuses eines weiteren Ausführungsbeispieles eines Solarkollektors.Fig.5 a section through part of a housing of a further embodiment of a solar collector.
Die Fig. 1 und 2 zeigen nur einen Teil des Gehäuses, nämlich im Bereich einer Außenwandung. Es versteht sich, daß die gezeigten Schnitte durch das Gehäuse und die zugehörige Glasscheibe sowie die übrigen Bauteile des Kollektors repräsentativ sind für den gesamten umlaufenden Rand des Gehäuses.Figures 1 and 2 show only a part of the housing, namely in the area of an outer wall. It is understood that the sections shown through the housing and the associated glass pane as well as the other components of the collector are representative of the entire peripheral edge of the housing.
Das Gehäuse 10 ist oben, d.h. auf seiner der Sonneneinstrahlungsrichtung zugekehrten Seite, mittels einer Glasscheibe 12 abgedichtet. Statt der Glasscheibe kann ein beliebiges fürThe housing 10 is sealed at the top, i.e. on the side facing the direction of sunlight, by means of a glass pane 12. Instead of the glass pane, any suitable
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Sonnenenergie durchlässiges Material vorgesehen sein. Der Begriff "Glasscheibe" ist in diesem Sinne allgemein zu verstehen.Material that allows solar energy to pass through must be used. The term "pane of glass" is to be understood in this general sense.
Der Innenraum 14 des Gehäuses soll möglichst frei von Feuchtigkeit jeder Art gehalten werden, insbesondere soll Wasser nicht eindringen können. Im Innenraum 14 des Gehäuses 10 ist ein Absorber 16 angeordnet, dessen Rohre mit dem Bezugszeichen 18 versehen sind. Dies ist alles Stand der Technik. Die Unterseite des Gehäuses ist nicht näher dargestellt, da dies ebenfalls dem Stand der Technik entspricht. Üblicherweise sind unterhalb des Kollektors 16 wärmeisolierende Materialien (nicht gezeigt) angeordnet. The interior 14 of the housing should be kept as free as possible from moisture of any kind, in particular water should not be able to penetrate. An absorber 16 is arranged in the interior 14 of the housing 10, the tubes of which are provided with the reference number 18. This is all state of the art. The underside of the housing is not shown in detail, as this also corresponds to the state of the art. Heat-insulating materials (not shown) are usually arranged below the collector 16.
Die Erfindung betrifft insbesondere die Montage der Glasscheibe derart, daß ein Eindringen von Feuchtigkeit mit hoher Sicherheit verhindert ist und dann, wenn gleichwohl Feuchtigkeit (insbesondere nach einer langen Lebensdauer des starken Witterungseinflüssen ausgesetzten Kollektors) eindringen sollte, diese möglichst unschädlich für den Betrieb und die Beständigkeit der Bauteile des Kollektors ist. Es versteht sich, daß diesbezüglich die kritische Stelle durch die Außenkante der Glasscheibe gegeben ist.The invention particularly relates to the assembly of the glass pane in such a way that the penetration of moisture is prevented with a high degree of certainty and, if moisture does penetrate (particularly after a long service life of the collector exposed to strong weather influences), this is as harmless as possible for the operation and durability of the components of the collector. It goes without saying that the critical point in this regard is the outer edge of the glass pane.
Der umlaufende Rahmen 20 des Gehäuses 10 weist eine Aufhängung 22 auf, mit der das Gehäuse mitsamt dem Kollektor an einem Dachrahmen oder an einem Aufstellgerüst befestigbar ist.The surrounding frame 20 of the housing 10 has a suspension 22 with which the housing together with the collector can be fastened to a roof frame or to a support structure.
Falls trotz der nachstehend näher beschriebenen Abdichtung zwischen Glasscheibe und Gehäuse-Wandung gleichwohl Feuchtigkeit in das Innere des Gehäuse eindringt, ist eine Rinne 24 vorgesehen, mit der Feuchtigkeit gesammelt und aus dem Gehäuse heraus abgeführt werden kann.If, despite the seal between the glass pane and the housing wall described in more detail below, moisture nevertheless penetrates into the interior of the housing, a channel 24 is provided with which moisture can be collected and drained out of the housing.
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Wesentlich für die Funktion des Gehäuses ist die geometrische Anordnung der Abdichtung der Außenkante der Glasscheibe in bezug auf das Gehäuse und die Anordnung der Rinne zum Auffangen und Abführen von Feuchtigkeit. Hierfür vorgesehene Lösungen sind in den Fig. 1 und 2 in zwei Varianten dargestellt.The geometric arrangement of the seal on the outer edge of the glass pane in relation to the housing and the arrangement of the channel for collecting and draining moisture are essential for the function of the housing. The solutions provided for this are shown in two variants in Fig. 1 and 2.
Gemäß Fig. 1 ist zwischen der Außenkante der Glasscheibe 12 und der Innenwand 27 des Rahmens 20 des Gehäuses 10 ein Freiraum vorgesehen, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel mit Silikon als Dichtmittel 28 gefüllt ist. Der Freiraum hat rechteckigen, bevorzugt viereckigen Querschnitt, wobei er auf seiner Oberseite offen ist, so daß Silikon in einfacher Weise in zunächst flüssiger Form eingebracht werden kann. Dabei ist verhindert, daß das Silikon aus dem Freiraum 28 in das Innere 14 des Gehäuses und insbesondere in die Rinne 24 gelangen kann. Hierzu erstreckt sich eine obere Begrenzungswand 30 der Rinne 24 parallel zur Ebene der Glasscheibe 12. Die obere Begrenzungswand 30 der Rinne 24 steht also nach innen vom Rahmen 20 ab. Auf diese Weise kann die Begrenzungswand 30 gleichzeitig auch als untere Begrenzung für den Freiraum 28 dienen, derart, daß mit Hilfe der Glasscheibe 12 der Freiraum 28 auch in das Innere des Gehäuses weitgehend abgedichtet ist, so daß kein Silikon nach innen dringen kann. Wie sich aus den Figuren ergibt, bildet die Außenfläche des im Freiraum 28 angeordneten Dichtmittels zusammen mit der Glasoberfläche und der Oberkante 26 der Aufhängung 22 des Gehäuses 10 eine bündige, gerade Fläche ohne vorstehende Teile. Das Silikon kann in einfacher Weise und mit guter Dichtwirkung in den Freiraum 28 eingebracht werden, wobei ein Druck auf das Silikon nicht dazu führt, daß es in schädlicher Weise in das Innere des Gehäuses gelangen kann. Nach dem Einbringen verfestigt sich das zunächst fließfähige Silikon und wird dabei elastisch.According to Fig. 1, a free space is provided between the outer edge of the glass pane 12 and the inner wall 27 of the frame 20 of the housing 10, which in the embodiment shown is filled with silicone as a sealant 28. The free space has a rectangular, preferably square cross-section, and is open on its upper side so that silicone can be introduced in a simple manner in initially liquid form. This prevents the silicone from the free space 28 from getting into the interior 14 of the housing and in particular into the channel 24. For this purpose, an upper boundary wall 30 of the channel 24 extends parallel to the plane of the glass pane 12. The upper boundary wall 30 of the channel 24 therefore protrudes inwards from the frame 20. In this way, the boundary wall 30 can simultaneously serve as the lower boundary for the free space 28, such that with the help of the glass pane 12, the free space 28 is also largely sealed into the interior of the housing, so that no silicone can penetrate inside. As can be seen from the figures, the outer surface of the sealant arranged in the free space 28, together with the glass surface and the upper edge 26 of the suspension 22 of the housing 10, forms a flush, straight surface without protruding parts. The silicone can be introduced into the free space 28 in a simple manner and with a good sealing effect, whereby pressure on the silicone does not lead to it being able to penetrate into the interior of the housing in a harmful way. After introduction, the initially flowable silicone solidifies and becomes elastic.
Die untere Begrenzungswand 32 der Rinne 24 steht ebenfalls vom Rahmen 20 des Gehäuses 10 nach innen ab und erstreckt sich somit parallel zur Glasscheibe 12. An die untere Begrenzungs-The lower boundary wall 32 of the channel 24 also protrudes inwards from the frame 20 of the housing 10 and thus extends parallel to the glass pane 12.
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wand 32 schließt sich eine Seitenwand 34 der Rinne 24 an, die sich parallel zum Rahmen 20 des Gehäuses erstreckt. Auf diese Weise bildet die Unterseite der Glasscheibe 12 eine direkte Begrenzung der Rinne 24. Dies hat zur Folge, daß trotz der beschriebenen Maßnahmen über die Außenkante der Glasscheibe eindringende Feuchtigkeit unmittelbar in die Rinne 24 gelangt.A side wall 34 of the channel 24, which extends parallel to the frame 20 of the housing, is connected to the wall 32. In this way, the underside of the glass pane 12 forms a direct boundary of the channel 24. This means that, despite the measures described, moisture penetrating over the outer edge of the glass pane reaches the channel 24 directly.
An die Seitenwand 34 der Rinne 24 schließt sich integral ein Ansatz 36 an, der sich parallel zur Glasscheibe 12 erstreckt und relativ großflächig an der Unterseite der Glasscheibe 12 anliegt, um diese abzustützen.An extension 36 is integrally connected to the side wall 34 of the channel 24, which extends parallel to the glass pane 12 and rests over a relatively large area against the underside of the glass pane 12 in order to support it.
Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils Gehäuse für Solarkollektoren etwa im Einbauzustand auf einem Dach oder auf einem Gerüst, d.h. die Gehäuse haben eine gewisse Neigung zur Horizontalen, so daß aufgrund der Schwerkraft Feuchtigkeit sich in der Rinne 24 in den Figuren unten links ansammeln wird. Entsprechend ist zumindest an den tiefstgelegenen Stellen des Gehäuses vorgesehen, daß der Rahmen 20 des Gehäuses Öffnungen 38 aufweist, durch welche Feuchtigkeit aus der Rinne 24 nach außen ablaufen kann. Dies ist in Fig. 2 näher dargestellt.Fig. 1 and 2 each show housings for solar collectors in the installed state on a roof or on a scaffold, i.e. the housings have a certain inclination to the horizontal, so that due to gravity moisture will collect in the gutter 24 in the bottom left of the figures. Accordingly, at least at the lowest points of the housing, the frame 20 of the housing is provided with openings 38 through which moisture can drain out of the gutter 24. This is shown in more detail in Fig. 2.
Fig. 2 zeigt gepunktet einen trotz der vorstehend beschriebenen Abdichtung möglicherweise auftretenden Feuchtigkeitsweg 46. Feuchtigkeit kann auf der Oberfläche der Glasscheibe 12 zwischen deren Außenkante und der Silikondichtung kriechen und auf diese Weise in die Rinne 24 gelangen. Von dort fließt sie entsprechend der Schwerkraft über die Öffnung 38 ab. Damit die Feuchtigkeit unmittelbar gemäß dem dargestellten Pfeil auf die Oberseite eines Ziegels 50 gelangen kann, ist vorgesehen, daß sich unterhalb der Öffnungen 38 an dem Rahmen 20 des Gehäuses 10 ein hakenförmiges Profilteil 44 nach außen über einen Dacheindeckrahmen 48 erstreckt. Der Dacheindeckrahmen 48 überlappt auch die Ziegel 50.Fig. 2 shows a dotted line showing a moisture path 46 that may occur despite the sealing described above. Moisture can creep along the surface of the glass pane 12 between its outer edge and the silicone seal and thus enter the channel 24. From there it flows out through the opening 38 according to gravity. So that the moisture can reach the top of a tile 50 directly according to the arrow shown, it is provided that below the openings 38 on the frame 20 of the housing 10 a hook-shaped profile part 44 extends outwards over a roof covering frame 48. The roof covering frame 48 also overlaps the tiles 50.
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Fig. 2 zeigt gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 weitere Maßnahmen zum Schutz des Innenraumes 14 des Kollektors vor Feuchtigkeit. Zunächst sind zwischen dem oben bereits beschriebenen Ansatz 36 und der Unterseite der Glasscheibe 12 gemäß Fig. 2 zwei Dichtungen möglich, nämlich zum einen eine Silikondichtung 40 und zum anderen eine Gummidichtung 42. Diese beiden Dichtmittel sind wahlweise oder zusammen einsetzbar. Sie bewirken, daß Feuchtigkeit vom Innenraum 14 am Kollektor 16 ferngehalten wird. Eine weitere Verbesserung der Abdichtung kann dadurch erreicht werden, daß gemäß Fig. 2 eine Gummischnur 52 als Dichtung in einer unteren Ecke des Freiraumes 28 derart angeordnet wird, daß sie durch das eingebrachte Silikon zum einen gegen die Außenkante der Glasscheibe 12 und zum anderen gegen die untere Begrenzungswand 30 des Freiraumes 28 gedrückt wird, welche gleichzeitig auch die Rinne 24 oben teilweise begrenzt.Fig. 2 shows additional measures to protect the interior 14 of the collector from moisture compared to the embodiment according to Fig. 1. Firstly, two seals are possible between the above-described projection 36 and the underside of the glass pane 12 according to Fig. 2, namely a silicone seal 40 and a rubber seal 42. These two sealants can be used either individually or together. They keep moisture away from the interior 14 of the collector 16. A further improvement in the seal can be achieved by arranging a rubber cord 52 as a seal in a lower corner of the free space 28 according to Fig. 2 in such a way that the silicone presses it against the outer edge of the glass pane 12 and against the lower boundary wall 30 of the free space 28, which at the same time also partially delimits the channel 24 at the top.
Die Glasscheibe wird bei beiden Ausführungsbeispielen (Fig.l und 2) relativ großflächig abgestützt, nämlich auf dem Ansatz 36. Die Dichtungen 40, 42 ermöglichen eine gedämpfte Abstützung der Glasscheibe. Das Gehäuse 10 und insbesondere die Wände der Rinne 24 sind z.B. aus Aluminium, vorzugsweise integral. Dabei liegt die Glasscheibe vorzugsweise nicht auf der Begrenzungswand 30 auf. Allenfalls ein ganz geringfügiger Kontakt zwischen der Glasscheibe und der Begrenzungswand 30 ist vorgesehen.In both embodiments (Fig. 1 and 2), the glass pane is supported over a relatively large area, namely on the projection 36. The seals 40, 42 enable a dampened support of the glass pane. The housing 10 and in particular the walls of the channel 24 are made of aluminum, for example, preferably integrally. The glass pane preferably does not rest on the boundary wall 30. At most, a very slight contact between the glass pane and the boundary wall 30 is provided.
Zu beachten ist, daß Solarkollektoren relativ hohen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, so daß entsprechend hohe Wärmedehnungseffekte auftreten. Solche Wärmedehnungen können das Material beanspruchen und lassen insbesondere die Dichtigkeit des Systems leiden. Die vorstehend beschriebenen Lösungen haben diesbezüglich eine Reihe von Vorteilen:It should be noted that solar collectors are exposed to relatively high temperature fluctuations, so that correspondingly high thermal expansion effects occur. Such thermal expansion can put strain on the material and, in particular, affect the tightness of the system. The solutions described above have a number of advantages in this regard:
Die Glasscheibe 12 kantet an keiner Stelle gegen eine Metallfläche. Hierzu ist insbesondere vorgesehen, daß die Begrenzungswand 30 entweder leicht nach unten abgeflacht ist, damitThe glass pane 12 does not come into contact with a metal surface at any point. For this purpose, it is particularly provided that the boundary wall 30 is either slightly flattened downwards so that
- 10 - lG-67- 10 - lG-67
die Glasscheibe mit ihrer Außenkante auf keinen Fall gegen den Aluminiumrahmen anstößt. Auch kann die Begrenzungswand 30 ca.the outer edge of the glass pane does not come into contact with the aluminium frame. The boundary wall 30 can also be approx.
1 mm tiefer gesetzt werden als die untere Fläche der Glasscheibe 12.1 mm deeper than the lower surface of the glass pane 12.
Die Fertigungstoleranzen können bei den beschriebenen Lösungen relativ großzügig ausgelegt werden, da die Dichtung 52 auch bei Wärmedehnungseffekten weitgehend wirksam bleibt. Wird nämlich die Dichtung 52 aus Gummi vorgesehen, dann verbindet sich das Silikon im Freiraum 28 mit dem Gummi der Dichtung 52 und beim Aushärten des Silikons bleibt der Gummi fest an der vorgesehenen Stelle liegen, ohne daß Gefahr besteht, daß aufgrund von Wärmedehnungen Undichtigkeiten entstehen. Die Dichtung 52 kann auch beim Beispiel gemäß Fig. 1 eingesetzt werden.The manufacturing tolerances can be designed relatively generously in the solutions described, since the seal 52 remains largely effective even in the event of thermal expansion effects. If the seal 52 is made of rubber, the silicone in the free space 28 bonds with the rubber of the seal 52 and when the silicone hardens, the rubber remains firmly in place without there being any risk of leaks occurring due to thermal expansion. The seal 52 can also be used in the example shown in Fig. 1.
Die zusätzlichen Dichtungen 40, 42 haben die Wirkung, daß der Innenraum 14 direkt über dem Kollektor 16 weitgehend luftdicht gegen die äußere Atmosphäre abgeschlossen ist.The additional seals 40, 42 have the effect that the interior space 14 directly above the collector 16 is largely hermetically sealed against the outside atmosphere.
Das Bezugszeichen 54 betrifft eine gedachte Linie, die andeutet, daß der Absorber bis dahin reicht. Zwischen dieser gedachten Linie 54 und der Außenwand 50 befindet sich üblicherweise eine Wärmedämmung. In Abwandlung der Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1 und 2 ist es möglich, die Außenwand 20 auch als Doppelwand auszubilden mit einem Hohlraum zwischen zwei Außenwänden (nicht gezeigt).The reference number 54 refers to an imaginary line which indicates that the absorber extends up to that point. There is usually thermal insulation between this imaginary line 54 and the outer wall 50. In a modification of the embodiments according to Figs. 1 and 2, it is also possible to design the outer wall 20 as a double wall with a cavity between two outer walls (not shown).
Fig.3 bis 5 zeigen weitere Ausführungsbeispiele eines Solarkollektors, die bevorzugt auch mit der Lösung gemäß den Fig.l undFig.3 to 5 show further embodiments of a solar collector, which preferably also correspond to the solution according to Fig.l and
2 kombinierbar sind (siehe unten).2 can be combined (see below).
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig.3 bis 5 dient zur Befestigung und Abdichtung der Glasscheibe 12 in bezug auf den Rahmen 20 des Gehäuses 10 ein Dichtmittel 28, das hier bevorzugt aus gummiartigem Material besteht, das bereits beimIn the embodiments according to Figs. 3 to 5, a sealing means 28 is used to fasten and seal the glass pane 12 with respect to the frame 20 of the housing 10, which here preferably consists of a rubber-like material which is already present in the
- 11 ~ IG-67- 11 ~ IG-67
Einbringen und Befestigen an den Rahmen einen guituniähnlichen Zustand hat (also nicht fließfähig ist). Ansonsten sind in den Fig.l bis 5 einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.When inserted and attached to the frame, it has a guituni-like state (i.e. it is not fluid). Otherwise, corresponding components in Figs. 1 to 5 are provided with the same reference numerals.
Das Dichtmittel 28 gemäß den Fig.3 bis 5 dient einerseits zur Abdichtung des Übergangs von der Glasscheibe 12 zum Rahmen 20 des Gehäuses 10 und gleichzeitig auch zur Befestigung der Glasscheibe 12 in bezug auf das Gehäuse 10. Hierzu ist das Dichtmittel 28 gemäß den Fig.3 bis 5 einerseits am Gehäuse 10 fest verankert, wie weiter unten näher beschrieben ist, und andererseits überragt ein Kopf des Dichtmittels 28 die Glasscheibe 12, um diese in bezug auf das Gehäuse 10 nach unten (in den Fig.3 bis 5 gesehen) zu drücken.The sealing means 28 according to Figs. 3 to 5 serves on the one hand to seal the transition from the glass pane 12 to the frame 20 of the housing 10 and at the same time to fasten the glass pane 12 in relation to the housing 10. For this purpose, the sealing means 28 according to Figs. 3 to 5 is firmly anchored on the housing 10 on the one hand, as described in more detail below, and on the other hand a head of the sealing means 28 projects beyond the glass pane 12 in order to press it downwards in relation to the housing 10 (as seen in Figs. 3 to 5).
Zur Befestigung des Dichtmittels 28 am Gehäuse 10 ist am umlaufenden Rahmen 20 des Gehäuses eine Nut 60 ausgebildet, in die gemäß Fig.3 ein Ankerteil 28a des Dichtmittels 28 so eingreift, daß eine stabile Verankerung gegeben ist.To attach the sealing means 28 to the housing 10, a groove 60 is formed on the surrounding frame 20 of the housing, into which an anchor part 28a of the sealing means 28 engages according to Fig.3 so that a stable anchoring is provided.
Im Dichtmittel 28 sind Hohlräume 62, 64 ausgebildet.Cavities 62, 64 are formed in the sealant 28.
Am Ankerteil 28a des Dichtmittels 28 sind Vorsprünge 66 und ausgebildet, wobei in bezug auf die Nut der in den Fig.3 bis links gezeigte Vorsprung 66 höher liegt als der rechts gezeigte Vorsprung 68. Dies hat zur Folge, daß das Verankerungsteil 28a leichter in die Nut 60 drückbar ist. Im eingebauten Zustand des Dichtmittels 28 greifen die Vorsprünge 66, 68 hinter entsprechende Vorsprünge, die am Rahmen 20 bzw. einem mit dem Rahmen fest verbundenen Steg 70 ausgebildet sind (in den Figuren ohne Bezugszeichen). Gemäß den Fig.3 bis 5 überbrückt die Glasscheibe 12 im wesentlichen die flüssigkeitssammelnde Rinne 24 und reicht zumindest annähernd bis zur Oberkante des Steges Die Stirnkante 12· (vgl. Fig.4 und 5) kann dabei durchaus gegen das gummiartige Dichtmittel 28 stoßen, da unterschiedliche Wärmedehnungen durch das Dichtmittel ausgeglichen werden. DieProjections 66 and 68 are formed on the anchor part 28a of the sealing means 28, whereby the projection 66 shown on the left in Figs. 3 to 4 is higher in relation to the groove than the projection 68 shown on the right. This means that the anchoring part 28a can be pressed more easily into the groove 60. When the sealing means 28 is installed, the projections 66, 68 engage behind corresponding projections which are formed on the frame 20 or a web 70 firmly connected to the frame (without reference numerals in the figures). According to Figs. 3 to 5, the glass pane 12 essentially bridges the liquid-collecting channel 24 and reaches at least approximately to the upper edge of the web. The front edge 12· (cf. Figs. 4 and 5) can certainly abut against the rubber-like sealing means 28, since different thermal expansions are compensated for by the sealing means. The
- 12 - lG-67- 12 - lG-67
Breite der Oberkante des Steges 7 0 kann sehr kurz gehalten werden, z.B. bei 2,5 mm. Dies bedeutet, daß der Hebel h (Fig.4) zwischen dem Anker 68 des Dichtmittels 28 und der Stirnkante 12· der Glasscheibe 12 relativ kurz ist (anders als beim oben genannten Stand der Technik), z.B. kleiner als 1 mm. Dies bewirkt eine sichere Niederhaltung der Glasscheibe 12 durch das Dichtmittel 28 auch bei starken Sogkräften an der Glasscheibe 12.The width of the upper edge of the web 70 can be kept very short, e.g. at 2.5 mm. This means that the lever h (Fig.4) between the anchor 68 of the sealing means 28 and the front edge 12 of the glass pane 12 is relatively short (unlike the above-mentioned prior art), e.g. less than 1 mm. This ensures that the glass pane 12 is held down securely by the sealing means 28 even when there are strong suction forces on the glass pane 12.
Wie in den Fig.3 bis 5 dargestellt ist, weist das Dichtmittel 28 im Bereich der Innenwand 27 des Rahmens 20 einen Abschnitt auf, der satt an der Innenwand anliegt. Dies hat folgenden Vorteil: wenn die Glasscheibe 12 durch starken Windsog in den Figuren nach oben gezogen wird, dann ist die Glasscheibe 12 bestrebt, den Kopf 74 des Dichtmittels 28 in dem Bereich, der die Glasscheibe überlappt, nach oben aufzuklappen. Dabei entstehen gleichzeitig Verschiebekräfte im Dichtmittel 28 nach außen, d.h. in den Fig.3 bis 5 nach links. Um ein Aufklappen des Gummis bei Windsog zu vermeiden, ist die oben genannte satte Anlage des Dichtmittels 28 an die Wandung 27 des Rahmens 20 vorgesehen, so daß das Aufklappen erschwert ist und die Glasscheibe 12 zuverlässig niedergehalten bleibt. Das gummiartige Dichtmittel 28 stabilisiert sich selbst.As shown in Figs. 3 to 5, the sealing means 28 has a section in the area of the inner wall 27 of the frame 20 that fits snugly against the inner wall. This has the following advantage: if the glass pane 12 is pulled upwards by strong wind suction in the figures, the glass pane 12 strives to fold the head 74 of the sealing means 28 upwards in the area that overlaps the glass pane. At the same time, displacement forces arise in the sealing means 28 outwards, i.e. to the left in Figs. 3 to 5. In order to prevent the rubber from folding open in the event of wind suction, the above-mentioned snug contact of the sealing means 28 with the wall 27 of the frame 20 is provided, so that folding open is made more difficult and the glass pane 12 remains reliably held down. The rubber-like sealing means 28 stabilizes itself.
Am Dichtmittel 28 ist gemäß den Fig.3 bis 5 eine Lippe 72 ausgebildet, die an der Stirnkante 12· der Glasscheibe 12 anliegt. Dies hat folgende Vorteile: aufgrund der Herstellungstoleranzen, der Wärmedehnung etc. hat die Glasscheibe 12 in bezug auf das Dichtmittel 28 immer einen gewissen Abstand, der bei der vorliegenden Erfindung zwar wesentlich geringer ist als beim oben genannten Stand der Technik, jedoch kaum zu vermeiden ist. Damit nun die Glasscheibe 12 nicht auf eine Seite des Kollektors rutscht und damit den Abstand auf der anderen Seite automatisch vergrößert, weist das Dichtmittel 28 die Lippe 22 auf, die das Glas in einem rundum gleichmäßigen Abstand zum Gummi des Dichtmittels 28 hält.According to Figs. 3 to 5, a lip 72 is formed on the sealing means 28, which rests against the front edge 12 of the glass pane 12. This has the following advantages: due to manufacturing tolerances, thermal expansion, etc., the glass pane 12 always has a certain distance from the sealing means 28, which is significantly smaller in the present invention than in the above-mentioned prior art, but can hardly be avoided. So that the glass pane 12 does not slip to one side of the collector and thus automatically increase the distance on the other side, the sealing means 28 has the lip 22, which keeps the glass at an even all-round distance from the rubber of the sealing means 28.
- 13 - IG-67- 13 - IG-67
Die Dichtlippe 72 hat einen weiteren Vorteil: drückt die Glasscheibe mit der Stirnkante 12' gegen die Lippe, so wird diese an ihrer oberen Seite zum Gununikörper des Dichtmittels gedrückt, was gleichzeitig bewirkt, daß der Vorsprung 68 am Verankerungsteil 28a des Dichtmittels in die entgegengesetzte Richtung gedrückt wird, also in den Fig.3 bis 5 nach rechts. Auf diese Weise wird die Verankerung mittels des Vorsprunges gefördert (stabilisiert). Hierzu hat die Dichtlippe 72 die in den Figuren angegebenen Form in bezug auf das Dichtmittel 28, nämlich von unten nach oben und von außen nach innen (wobei sich die Begriffe unten, oben, außen und innen auf die Funktion des Solarkollektors in bezug auf die Sonne beziehen). Die beiden in den Fig.l und 2 einerseits und in den Fig.3 bis 5 andererseits beschriebenen Ausführungsbeispiele von Dichtmitteln können in günstiger Weise wie folgt kombiniert werden:The sealing lip 72 has a further advantage: if the glass pane presses against the lip with the front edge 12', the lip is pressed on its upper side towards the sealing body, which simultaneously causes the projection 68 on the anchoring part 28a of the sealing means to be pressed in the opposite direction, i.e. to the right in Figs. 3 to 5. In this way, the anchoring is promoted (stabilized) by means of the projection. For this purpose, the sealing lip 72 has the shape indicated in the figures in relation to the sealing means 28, namely from bottom to top and from outside to inside (where the terms bottom, top, outside and inside refer to the function of the solar collector in relation to the sun). The two embodiments of sealing means described in Figs. 1 and 2 on the one hand and in Figs. 3 to 5 on the other hand can be advantageously combined as follows:
Es ist möglich, den Solarkollektor an beiden Seiten sowie oben (gemeint ist der Einbauzustand in schrägem Zustand auf einem Dach) mit einem Dichtmittel 28 gemäß den Fig.3 bis 5 zu versehen. Dies bedeutet, daß das Dichtmittel 28 mit dem Kopf 74 geringfügig über die Glasscheibe 12 vorsteht.It is possible to provide the solar collector on both sides and at the top (meaning the installation state in an inclined position on a roof) with a sealing agent 28 as shown in Figs. 3 to 5. This means that the sealing agent 28 with the head 74 protrudes slightly over the glass pane 12.
Auf der unteren Seite des Kollektors hingegen, dort wo Wasser abläuft und Schnee abrutschen soll, wird der Kollektor mit einer Silikondichtung 28 gemäß den Fig.l bis 2 versehen, so daß ein ebener, bündiger Abschluß zwischen der Glasscheibe 12 und dem Rahmen 20 gegeben ist. Dies bewirkt, daß das Silikon, das sich ja mit der Glasscheibe und dem Kollektorrahmen verklebt, eine zusätzliche Fixierung der Glasscheibe erzeugt. Besonders beim Transport wird die Glasscheibe so zusätzlich gegen ein Verrutschen gesichert. Weiterhin ist die Silikonabdichtung gemäß den Fig.l und 2 wesentlich flacher als das Gummiprofil gemäß den Fig.3 bis 5, so daß Schnee besser abrutschen kann. Besonders beim Abrutschen von Hartschnee oder Eisresten ist diese Lösung von Vorteil, da kein vorstehendes Gummiteil aufgerissen oder aufgebogen werden kann.On the lower side of the collector, however, where water should run off and snow should slide off, the collector is provided with a silicone seal 28 as shown in Fig. 1 to 2, so that there is a flat, flush finish between the glass pane 12 and the frame 20. This means that the silicone, which adheres to the glass pane and the collector frame, creates an additional fixation of the glass pane. This additionally secures the glass pane against slipping, especially during transport. Furthermore, the silicone seal as shown in Fig. 1 and 2 is much flatter than the rubber profile as shown in Fig. 3 to 5, so that snow can slide off more easily. This solution is particularly advantageous when hard snow or ice residue slides off, since no protruding rubber part can be torn or bent.
- 14 - lG-67- 14 - lG-67
Eine weitere Ausgestaltung des Dichtmittels 28 gemäß den Fig.3 bis 5 sieht vor, daß die Hohlräume 62, 64 in besonderer Weise genutzt werden. Diese Hohlräume dienen nicht nur zur Einsparung von Masse, sie können auch in vorteilhafter Weise zur Förderung der Verankerung des Dichtmittels 28 in bezug auf das Gehäuse 10 verwendet werden.A further embodiment of the sealing means 28 according to Figs. 3 to 5 provides that the cavities 62, 64 are used in a special way. These cavities not only serve to save mass, they can also be used advantageously to promote the anchoring of the sealing means 28 in relation to the housing 10.
So ist es möglich, in zumindest einen der Hohlräume eine flüssige oder leicht teigige Masse einzuspritzen, die sich anschließend aushärtet und dabei ihr Volumen vergrößert, so daß das Dichtmittel 28 zuverlässig und fest in der Nut 60 verankert wird. Eine solche Flüssigkeit kann z.B. PU-Schaum sein. Dabei würde nicht nur das Dichtmittel 28 besonders stabil in der Nut 60 befestigt werden, es wäre auch gleichzeitig bewirkt, daß der Kopf 74 noch wesentlich kräftiger auf die Glasscheibe 12 drückt, um diese nach unten zu sichern, beispielsweise gegen die elastische Dichtung 42.It is thus possible to inject a liquid or slightly doughy mass into at least one of the cavities, which then hardens and increases its volume, so that the sealant 28 is anchored reliably and firmly in the groove 60. Such a liquid can be, for example, PU foam. This would not only secure the sealant 28 particularly firmly in the groove 60, it would also simultaneously cause the head 74 to press even more forcefully on the glass pane 12 in order to secure it downwards, for example against the elastic seal 42.
Eine ähnliche Wirkung läßt sich auch dadurch erreichen, daß in die Hohlräume 62 und/oder 64 ein fester Körper eingeschoben wird, der das Gummi in den Figuren links und rechts an den Rahmen 20 (beispielsweise aus Aluminium) anpreßt.A similar effect can also be achieved by inserting a solid body into the cavities 62 and/or 64, which presses the rubber in the figures on the left and right against the frame 20 (for example made of aluminum).
Die vorstehend beschriebene Einbringung eines aushärtenden, sich ausdehnenden Materials bzw. eines festen Körpers in die Hohlräume kann sowohl durchgängig über eine gesamte Seite des Kollektors erfolgen als auch nur stückweise.The introduction of a hardening, expanding material or a solid body into the cavities as described above can be carried out either continuously over an entire side of the collector or only piece by piece.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.5 ist die Rinne 24 bis unter die Nut 60 gezogen und reicht bis zur Außenwand des Rahmens 20. Ein Loch (bzw. Löcher) kann dann an der mit 76 bezeichneten Stelle in der Außenwand angebracht werden, damit Flüssigkeit ablaufen kann (an der Unterseite des Kollektors). Somit braucht hier nur ein einziges Loch für die Rinne 24 gebohrt zu werden.In the embodiment according to Fig. 5, the channel 24 is pulled under the groove 60 and reaches to the outer wall of the frame 20. A hole (or holes) can then be made at the point marked 76 in the outer wall so that liquid can drain off (on the underside of the collector). Thus, only a single hole needs to be drilled here for the channel 24.
Die in der vorstehenden Beschreibung enthaltenen Einzelmerkmale können auch anders miteinander kombiniert werden, als in den Ausführungsbeispielen exemplarisch gezeigt ist. 2055The individual features contained in the above description can also be combined with one another in a different way than is shown in the exemplary embodiments. 2055
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DE9211121U Expired - Lifetime DE9211121U1 (en) | 1991-10-17 | 1992-07-24 | Solar collector |
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