WO2001069688A1

WO2001069688A1 - Energieelement

Info

Publication number: WO2001069688A1
Application number: PCT/CH2001/000162
Authority: WO
Inventors: Max Roth
Original assignee: Max Roth
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2001-09-20
Also published as: AU2001240394A1; EP1264352A1

Abstract

Ein scheibenförmiges Energieelement (11), insbesondere ein Flachwärmetauscher, ein Fotovoltaïkpaneel oder dergleichen, ist mit einem elastischen Profil (13) zwischen zwei einander gegenüberliegende Wände (17, 18) an einem Bauteil (47), insbesondere zwischen zwei Stegen (51) eines Stehfalzprofilblechdaches angeordnet. Das elastische Profil (13) überbrückt den Abstand zwischen scheibenförmigem Energieelement (11) und dem Bauteil (47). In einer ersten Nut (59) im elastischen Profil (13) sitzt der Wärmetauscher (11), in einer zweiten Nut (57) allenfalls eine lichtdurchlässige Scheibe oder ein Fotovoltaïkelement (36).

Description

"Energieelement"

Technisches Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein an einem Bauteil angeordnetes, im Wesentlichen scheibenförmiges Energieelement. Ferner betrifft die Erfindung ein elastisches Profil und die Verwendung eines solchen, wie auch die Verwendung einer Profilblech-Stehfalz- Dachbahn.

Stand der Technik

Bei der Befestigung und dem Anschluss von Energieelementen muss der Wärmeausdehnung besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Bei kleinen Energieelementen stellt dies keine besondere Anforderungen, jedoch ist der Sonnenenergienutzer auf möglichst grossflächige Anlagen bedacht. Grosse Flächen liegen insbesondere auf Industriedächern vor, welche sehr häufig mit Blech eingedeckt sind.

Für die Befestigung von solchen Sonnenenergie-Paneelen auf Dachflächen oder in Fassaden von Gebäuden muss in die Gebäudehülle eingegriffen werden. Dies ist aber gerade in Blech-Dachflächen unerwünscht, da dadurch die notwendigerweise regendichte Blecheindeckung durchbrochen wird. Bei Entfernung des Paneels bleiben Beschädigungen zurück und gefährden die Dichtigkeit der Eindeckung oder erfordern eine wenigstens teilweise Neueindeckung des Daches. Da bei Entfernung ausgedienter Solaranlagen die Dachfläche neu gedichtet werden muss, verbleiben viele Solaranlagen selbst dann auf den Dächern, wenn sie nicht mehr funktionstüchtig sind.

Aus der WO-A-9508194 ist ein Solar-Dachziegel oder -Dachstein und eine Solar- Wandplatte bekannt. Der Dachziegel, Dachstein oder die Wandplatte ist aus Ton,

Keramik, Beton, Faserzement oder Kunststoff und dient als Träger für eine Solarplatte, mit fotovoltaϊschen Solarzellen. An der Solarplatte sind an zwei gegenüberliegenden Seiten auf einem Bruchteil der Länge dieser Seiten elastische Vorsprünge ausgebildet. Der Dachziegel, Dachstein oder die Wandplatte weist eine Vertiefung auf, in deren Seitenwand Ausnehmungen aus dem Ton, Keraπuk, Beton, Faserzement oder Kunststoff ausgehoben sind. In diese Ausnehmungen rasten die Vorsprünge formschlüssig ein und sind darin gehalten. Diese Ausbildung von Dachziegel und Solarplatte gewährleistet dank der Eigenelastizität der Vorsprünge, dass trotz Fertigungstoleranzen bei den Dachziegeln oder Dachsteinen die Solarplatte stets einen sicheren und genauen Halt findet, ohne die Solarzelle beim Einbau zu beschädigen.

Nachteilig an diesem Solardachstein ist, dass die verwendeten Solarzellen lediglich kleinformatig sein können und auf die Länge und Breite des Dachsteins angepasst sein müssen. Er eignet sich zudem lediglich für fotovoltaϊsche Elemente und nicht zur Wärmegewinnung. Zur Befestigung dieser Elemente müssen Ausnehmungen in die Dachsteine eingearbeitet werden.

Aufgabe der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung zweckmässig grossflächige, scheibenförmige Wärmetauscher oder Fotovoltaϊkelemente an einem Bauteil oder Gebäude anzuordnen. Dabei soll wenigstens eine Abmessung der Fläche dieser Energieelemente unabhängig vom Bauteil wählbar sein. Bei der Montage des Energieelements soll das Bauteil nicht bearbeitet oder gar durchbrochen werden müssen. Bei einer Demontage des Energieelements soll sowohl das Energieelement, als auch das Bauteil intakt bleiben.

Beschreibung der Erfindung Erfindungsgemäss wird dies bei einem an einem Bauteil befestigten, im Wesentlichen scheibenförmigen Energieelement (11) mit bestimmten Aussenabmessungen, mit einem elastischen Profil (13) zur Befestigung des Energieelements am Bauteil (47), welches Profil (13) wenigstens an zwei gegenüberliegenden Rändern (27) des Energieelements (11) angeordnet ist, dadurch erreicht, dass das Bauteil eine rinnenförmige Profilblechbahn ist. Als Energieelement sind scheibenförmige Elemente verschiedener Funktionsweise und Herkunft einsetzbar. Explizit wird hier auf die nicht vorveröffentlichte PCT- Anmeldung PCT/CH 00/00434 verwiesen. Darin ist ein Wärmetauscher oder besser ein Flächenströmungswärmetauscher beschrieben, bei welchem aus Blech, insbesondere Kupferblech, ein schichtförmiger Durchströmungsraum für ein Wärmetauschermedium gebildet ist, indem zwei Blechwände mittels regelmässig beabstandeten punktuellen

Pressformverbindungen miteinander verbunden sind. Pressformverbindung besagt, dass das Material der beiden Blechwände derart miteinander, bzw. ineinander verformt worden ist, dass eine Art unlösbare Druckknopfverbindung zwischen den Blechwänden besteht. Das Material der einen Blechwand hintergreift dabei ringförmig Material der anderen Blechwand. Sind diese Verbindungspunkte in Abständen von höchstens 4 cm, bevorzugt etwa 2,5 cm voneinander angeordnet, so können damit zwei 0,55 mm starke Kupferblechwände so stabil miteinander verbunden werden, dass darin ein Überdruck von bis zu 5 bar aufgebaut werden kann, ohne dass die Verbindungen auseinander gerissen werden oder die Bleche sich unkontrolliert verformen.

Ebenso wird hier auf das nicht vorveröffentlichte Schweizer Patengesuch Nr. 2000 2155/00 verwiesen, in welchem ein Wärmetauscher beschrieben wird. Der

Wärmetauscher besitzt einen Innenraum zwischen zwei parallelen Blechwandungen. Die Blechwandungen sind an einer Vielzahl von Stellen miteinander verbunden. Um die Verbindungsstellen ist jeweils ein die Wandung versteifender Versteif ungsrand ausgebildet. Dies erlaubt neben den erwähnten Pressformverbindungen auch Löt- und Klebeverbindungen.

Unter Energieelement werden neben Wasser-Luft- Wärmetauschern auch Wasser- Wasser- Wärmetauscher, Luft-Luft- Wärmetauscher, Sonnen- oder Zenit-Strahlungskollektoren, Fotovoltaϊkelemente etc. verstanden. Dabei ist unter Wasser auch ein anderes flüssiges, und unter Luft ein anderes gasförmiges Wärmetransportmedium miteingeschlossen. Ein besonders vorteilhaftes Energieelement besteht aus einem mittels eines Wärmetauscherelements gekühlten Fotovoltaϊkelement. Dabei bilden Wärmetauscherelement und Fotovoltaϊkelement zusammen eine Einheit, indem das Fotovoltaϊkelement Wärme leitend auf das Wärmetauscherelement aufgebracht ist. Ebenso ist es möglich zwei unabhängige Elemente derart miteinander zu kombinieren, dass das Fotovoltaϊkelement mit dem Wärmetauscherelement gekühlt werden kann.

Scheibenförmig bedeutet, dass zwei gegenüberliegende Ansichten des Elements grossflächig sind, die anderen Ansichten im Vergleich mit den zwei grossflächigen Ansichten praktisch linear sind. Das Element bildet daher eine Scheibe mit zwei Dimensionen in einer ersten Grössenordnung, z.B. im Verhältnis 1:1 bis 1:30 und der dritten Dimension in einer wesentlich kleineren zweiten Grössenordnung, im Verhältnis zu den anderen zwei Dimensionen etwa 1: 20 bis 1:1000. Anders gesagt: Die Dicke der Scheibe liegt z.B. innerhalb eines Bereichs von 0,2 bis 1 oder vielleicht bis zu 2 cm, während die anderen Abmessungen der Scheibe z.B. zwischen 10 cm und 10 m liegen. Diese Mass- und Verhältnisangaben sind illustrativ und nicht beschränkend aufzufassen. Unter Bauteil ist im Folgenden ein Bauteil eines Hauses oder für ein Gebäude, aber auch ein Teil einer anderen gebauten Struktur, z.B. ein Rahmen oder ein Kasten zu verstehen. Die Befestigung der Energieelemente auf rinnenförmigen Profilblechen erlaubt die

Erstellung grossflächige Solaranlagen mit zweckmässig grossen Energieelementen. Da die Profilblechbahnen rinnenförmig sind und in beliebiger Länge gefertigt werden, ist die Länge der Energieelemente nicht begrenzt durch eine begrenzte Länge des Bauteils. Da die Profilblechbahn einen Rinnenboden und zwei etwa normal zum Rinnenboden einander gegenüberliegende Rinnenwände aufweist, benötigt das elastische Profil lediglich einen der Nut gegenüberliegenden Rücken, mit dem es an den einander gegenüberliegenden Rinnenwänden anliegt. Das Energieelement hält an den Rinnenwänden dank der Reibung zwischen Rinnenwand und Profil.

Vorteilhaft besteht eine Spannung innerhalb Energieelement und Profil, so dass das Energieelement zwischen den Wänden klemmt. Diese Spannung kann durch entsprechende Bemessung der Aussenabmessungen des Energieelementes erreicht werden. Ist das Energieelement, insbesondere ein Flachwärmetauscher, entlang einer zur Längsrichtung der Profilblechbahn parallelen Linie geteilt, so wird die Spannung senkrecht zu den Rändern der Profilblechbahn dadurch erreicht, dass mit einer Spreizvorrichtung zwischen den beiden Teilen des Energieelements diese auseinander gespreizt werden.

Notwendigerweise weist das Energieelement zumindest einen Anschluss für eine Leitung für den Energietransfer vom Energieelement weg auf. Es ist jedoch auch möglich, dass der Energietransfer zum Energieelement hin geschieht. Dieser Anschluss besteht im Falle von fotovoltaϊschen Elementen aus einer elektrischen Leitung. Bei Wärmetauschern wie

Sonnenwärmekollektoren oder Luft-Wasser- Wärmetauschern ist dafür ein .Anschluss mit Zuleitung und Ableitung für das Wärmetauschermedium notwendig. Luft-Luft- Wärmetauscher benötigen entsprechend ein Zuluftrohr und ein Abluftrohr.

Vorteilhaft ist das elastische Profil auf die Querschnittform der Rinnenwandung der Rinne, in welcher das Energieelement befestigt werden soll, derart abgestimmt, dass das elastische Profil zwischen zwei in der Rinnenwandung vorgesehenen verengenden Vorsprüngen angeordnet werden kann. Die Verengungen sind durch gegeneinander gerichtete Vorsprünge an den Wänden gebildet, wobei eine der Verengungen vorteilhaft durch den Rinnenboden gegeben ist. Auch hier ist wieder zweckmässig, dass zwischen der Verengung und dem Rinnenboden, bzw. zwischen den beiden Verengungen, eine Spannung im elastischen Profil erreicht wird, dank welcher das Profil klemmt. Die Abstimmung zwischen Profilhöhe (Abmessung senkrecht zur Ebene des scheibenförmigen Energieelements) des elastischen Profils auf den Abstand zwischen den Vorspüngen bewirkt, dass das Energieelement in Richtung senkrecht zur Scheibenebene nicht verrückbar ist. Wind- und Schneelasten werden daher auf die Profilblechbahn übertragen und führen nicht zu einer Verschiebung des Energieelements bezüglich der Profilblechbahn.

Ein eine Rinne bildendes und zur Aufnahme von Energieelementen geeignetes Profilblech ist eine Profilblech-Dachbahn. Auch Profilblech-Fassadenbekleidungen sind rinnenförmig auszubilden. Die Länge der Rinne kann der Länge des Elements entsprechen oder diese beliebig übersteigen. Dies hat den Vorteil, dass die Länge des Elements unabhängig von der Länge der Rinne wählbar ist. In einer langen Rinne können auch mehrere, insbesondere normierte Energieelemente in einer Reihe ingeordnet sein.

Das elastische Profil ist vorteilhaft das Energieelement umlaufend ausgebildet. Dadurch, dass das Profil auf den vier Seiten eines rechtwinkligen, scheibenförmigen Energieelements angeordnet ist, wird ein gewisser Abschluss des Elements erreicht. Zwischen Energieelement und Rinnenboden ergibt sich dadurch ein isolierendes Luftkissen. Dank diesem Luftkissen kann zudem die thermische Isolation der Wärmedämmung z.B. in einem Dachaufbau genutzt werden. Bei in Profilblechdächern mit im Rinnenboden ausgebildeten Sicken angeordneten Energieelementen können die Tiefsicken ausfüllende Streifen zwischen elastisches Profil und Profilblech angeordnet werden. Bei einer Anordnung der Elemente am First kann eine Firstabdeckung auf das Element anschliessen, so dass Regenwasser oder Schmelzwasser nicht unter dem Energieelement hindurch fliesst und die Energieelemente von der Rückseite her nicht abkühlt. Da bei Regen jedoch kaum Solarenergie gewonnen wird, besteht kein wesentlicher Vorteil im wasserdichten Verschliessen des Raumes zwischen Energieelement und Dachhaut. Hingegen kann eine Windabdichtung, insbesondere am unteren Ende eines Energieelements zweckmässig sein. Als Winddichtung kann eine schwenkbare Klappe zweckmässig sein, welche Wasser abfliessen lässt und durch Winddruck geschlossen wird. Damit wird verhindert, dass Wind unter das scheibenförmige Element fährt und dieses aus seiner Verankerung reisst.

Im elastischen Profil ist vorteilha t eine Nut ausgebildet, mit welcher der Rand des Energieelementes in Eingriff steht. Alternativ können auch eine Reihe von Ausnehmungen im Profil vorgesehen sein, in welche am Energieelement angeordnete Fortsätze eingreifen. Eine Nut ist in einem Profil jedoch einfacher auszubilden als eine Reihe von Ausnehmungen. In der Nut oder den Ausnehmungen findet das Energieelement Halt und kann Längenveränderungen unter Einfluss von Temperaturunterschieden erfahren. Die Längenveränderungen werden durch das Profil und/ oder durch ein Gleiten zwischen Profil und Energieelement und/ oder zwischen Profil und Rinnenwand aufgenommen.

Vorteilhaft sind am elastischen Profil zwei Nuten nebeneinander ausgebildet. In einer ersten, insbesondere zum Rinnenboden hin anzuordnenden inneren Nut sind die Ränder des Energieelements eingeordnet. In einer zweiten, äusseren Nut ist eine lichtdurchlässige Scheibe oder ein Fotovoltaϊkelement angeordnet. Durch die Anordnung einer Scheibe vor dem Energieelement wird, sofern der Raum zwischen Scheibe und Energieelement geschlossen ist, eine sogenannte Wärmefalle geschaffen.

Alternativ können auch zwei Profile nebeneinander angeordnet sein, wobei in jedem Profil eine Nut ausgebildet ist. Die beiden Nuten sind gleich zu verwenden, wie wenn sie in einem einzigen Profil vorliegen. Die Aufteilung der Nuten auf zwei getrennte Profile hat den Vorteil, dass Profile mit unterschiedlichen Nuten für unterschiedliche Solarelemente vorgesehen werden können, die beliebig mit einem Profil mit einer Nut für eine Glasabdeckung kombiniert werden können. Es kann auch ein Profil ohne Nut ausgebildet sein, um ein Profil für ein Fotovoltaϊkelement vom Rinnenboden zu beabstanden.

Als lichtdurchlässige Scheibe eignen sich insbesondere spezielle Sonnenenergiegläser, Acrylglas und dergleichen. Fotovoltaϊkelemente sind in grosser Zahl bekannt. Diese müssen weder lichtdurchlässig noch besonders wärmestrahlungsdurchlässig sein. Der Vorteil der Anordnung eines Wärmetauscherelements hinter einem Fotovoltaϊkelement besteht darin, dass die anfallende Wärme hinter dem Fotovoltaϊkelement abgeführt wird, so dass das Fotovoltaϊkelement eine niedrigere Temperatur und dadurch einen höheren Wirkungsgrad aufweist. Die Wärmegewinnung ist dabei lediglich ein zusätzlicher Vorteil. Die Nut, oder wenigstens die äussere Nut, ist vorteilhaft durch elastisches Verformen einer Nutseitenwand derart aufweitbar, dass die zum Eingriff in die Nut bestimmte Scheibe (lichtdurchlässige Scheibe oder scheibenförmiges Energieelement) quer zur Ebene der Scheibe in die Nut einsetzbar bzw. aus der Nut entfernbar ist. Durch die Anordnung einer Scheibe (lichtdurchlässige Scheibe oder scheibenförmiges Energieelement) vor dem Energieelement wird, sofern der Raum zwischen Scheibe und Energieelement geschlossen ist, eine sogenannte Wärmefalle geschaffen.

Es wird demnach ein elastisches Profil, insbesondere ein Elastomer- oder Gummiprofil als Zwischenprofil zwischen einem scheibenförmigen Energieelement und einer rinnenförmigen Profilblechbahn verwendet, um das Energieelement zu befestigen.

Vorteilhaft wird dabei ein Profil verwendet, welches wenigstens eine Nut zur Aufnahme des Randes des Energieelements und einen Rücken zum im Wesentlichen formschlüssigen Sitz und/ oder Klemmsitz an der Rinnenwand aufweist.

An den Rinnenwänden sind zum Erreichen eines Formsitzes Ausformungen ausgebildet, die den Abstand zwischen den Rinnenwänden verengen. Zwischen diesen Ausformungen sitzt das Profil oder ein Teil des Profils fest.

Eine besonders bevorzugte Ausfuhrungsform der Rinne mit Energieelement besteht darin, dass die Rinnenwände durch die Stehfälze einer Profilblech-Stehfalz-Dachbahn gebildet sind. Diese Stehfälze weisen in der Regel einen die Rinne verengenden Bereich auf. Dieser ist durch einen Überlappungsbereich zweier benachbarter Profilbleche gebildet. Ist das Energieelement mit einem elastischen Profil in das Profilblech eingebettet, so ist es nicht nur optisch unaufdringlich in die Dachfläche eingebunden. Es ist auch galvanisch von der Dachfläche getrennt, was die Freiheit der Materialwahl für Profilblech und Energieelement vergrössert. Ist das Profilblech die obere Schale eines Warmdaches, so dämmt die Wärmedämmung des Dachaufbaus auch das Energieelement.

Soll ein im Wesentlichen scheibenförmiges Energieelement einer bestimmten Länge, Breite und Dicke in einer rinnenförmigen Profilblechbahn befestigt werden, so wird demnach die Breite oder Länge des Energieelements auf den Abstand der Wände abgestimmt, am Energieelement ein elastisches Profil angeordnet und das Energieelement mit dem Profil derart zwischen den Rinnenwänden eingeordnet, dass jeweils ein der Wand zugewandter Rücken des Profils an einer der beiden Wände anliegt. Die Rinne wird entsprechend mit einem Rinnenboden und in einem Abstand zum Rinnenboden einer Verengung des Abstandes zwischen den Rinnenwänden ausgebildet. Das elastische Profil wird danach zwischen Rinnenboden und Verengung angeordnet.

Erfindungsgemäss wird eine rinnenförπύge Profilblechbahn, z.B. einer Gebäudebekleidung, als Halterahmen für ein scheibenförmiges Energieelement mit einem wenigstens an zwei Seiten des scheibenförmigen Energieelements angeordneten und durch das Energieelement in einem auf die Abmessung der Rinne abgestimmten Abstand gehaltenen elastischen Profil verwendet. Ein Paneel aus einem solchen Profilblech- Bekleidungselement und einem Energieelement darin kann unabhängig von der üblichen Bestimmung des Bekeidungselements frei aufgestellt oder irgendwo an einem Bau angeordnet werden.

Kurzbeschreibung der Figuren

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, welche mittels schematischer Zeichnungen veranschaulicht sind. Es zeigt: Fig. 1 einen Schnitt durch ein Warmdach mit einer Stehfalz-Profilblech-Eindeckung und ausgerüstet mit einem erfindungsgemäss befestigten Energieelement,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Warmdach mit einer tehfalz-Profilblecheindeckung und ausgerüstet mit einem erfindungsgemässen nergieelement, bei welchem die Gummiprofile den Kopfbereich der Stehfälze teilweise umgreifen, Fig. 3 einen Schnitt durch zwei mögliche Gummiprofile, welche für Stehfalz-

Profilblech-Dachbahnen geeignet sind,

Fig. 4 einen Schnitt durch ein weiteres für Stehfalz-Profilblech-Dachbahnen geeignetes Gummiprofil, welches auf zwei Arten verwendbar ist,

Fig. 5 ein Energiepaneel mit einer Halterung aus zwei Profilblechbahnen. Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Gummiprofil,

Fig. 7 einen Schnitt durch einen Stehfalz eines Profilblechdaches mit einem verdoppelten Gummiprofil gemäss Fig. 4.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Profilblechdach mit einer Tragkonstruktion 41, darüber einer Dampfdiffusionsbremse 43, einer Wärmedämmschicht 45 und direkt auf der Dämmschicht 45 aufliegenden rinnenförmigen Profilblechen 47. Die Profilbleche sind in bekannter Art auf Halter aufgesteckt, welche ihrerseits z.B. an auf der Tragkonstruktion aufliegenden Z-Profilen oder mit Schrauben oder Nieten direkt an der Tragkonstruktion 41 befestigt sind. Ein jedes Profilblech 47 weist anschliessend an einen Rinnenboden 53 zwei seitliche Flanken 48,49 auf, welche einander gegenüberliegende Wände 17,18 aufweisen, und mit welchen Flanken 48,49 die Profilbleche 47 aneinander befestigt sind. Die Flanken 48,49 weisen zur gegenseitigen Befestigung der Profilbleche 47 anschliessend an die Wand 17,18 einen Kopfbereich 51 auf. In diesem Kopfbereich 51 umgreift die eine Flanke 48 die andere Flanke 49 des benachbarten Profilbleches. Die beiden Flanken 48,49 benachbarter Profilbleche 47 bilden so einen gemeinsamen Steg 50. Der Kopfbereich 51 kragt zum Energieelement hin über die Wand 17,18 aus. Das scheibenförmige Energieelement 11 ist mittels elastischer Profile 13 an seinen zum Steg 50 parallelen Rändern 27 zwischen die Stege 50 geklemmt. Das Auskragen des Kopfbereiches 51 bewirkt, dass die elastischen Profile 13 zwischen Kopfbereich 51 und Rinnenboden 53 des Profilblechs 47 festsitzen können. In den elastischen Profilen 13 sind zwei Nuten ausgebildet. In der einen, äusseren, ist ein Glas 35, in der anderen, inneren das Energieelement 11 eingeordnet. Zwischen dem Energieelement und dem Rinnenboden 53 ist eine dämmende Zwischenlage 55 eingelegt. Diese ist der Form des Rinnenbodens 53, welcher Hoch- und Tiefsicken aufweisen kann, angepasst. Sie kann auch, bei den Tiefsicken einen Hohlraum offenlassend, lediglich auf den Hochsicken aufliegen. Dies erlaubt, dass zwischen Zwischenlage 55 und Profilblech 47 anfallendes Wasser ungehindert ablaufen kann. Die Zwischenlage 55 hält so oder anders das scheibenförmige Energieelement 11 in konstantem Abstand zum Rinnenboden 53 des Profilblechs 47. Auch ohne die Zwischenlage 55 ist das Energieelement 11 wärmegedämmt, da unter dem Profilblech 47 direkt eine Wärmedämmung 45 angeordnet ist.

In Figur 2 ist dasselbe Dach dargestellt wie in Figur 1. Das Energieelement 11 ist jedoch, um eine bessere Sonnenexposition zu haben, weiter aussen montiert. Dadurch sind die Schattenwürfe der Stege 50 geringer. Dazu ist ein Gummiprofil 13e vorgesehen, das ebenfalls zwei Nuten für die Ränder 27 von Wärmekollektor 11 und Scheibe 35 oder gegebenenfalls Fotovoltaϊkelement 36 besitzt. Den Nuten gegenüber ist der Rücken jedoch mit einer konkaven Ausnehmung versehen, in die der Kopfbereich 51 der Stege 50 eingreift. Figur 3 zeigt zwei mögliche Ausgestaltungen von elastischen Profilen 13 links und rechts eines Steges 50. Beide Profile weisen zwei Nuten 57,59 auf, davon eine äussere für eine lichtdurchlässige Scheibe 35 und eine innere für ein scheibenförmiges Energieelement 11. Das eine Profil 13a weist eine dritte Nut auf, in welcher eine diese Nut ausfüllende und aufspreizende Einpressschnur 61 angeordnet ist. Das andere Profil 13b weist Lippen 63,65 auf. Diese Lippen 63,65 werden durch Glas 35 und Energieelement 11 gegen den Steg 50 gepresst. Dadurch werden über Druckkräfte im elastischen Profil 13b die Nuten 57,59 für Glas 35 und Energieelement 11 zusammengepresst. Dadurch hält sowohl das elastische Profil 13b zwischen Kopfbereich des Steges 50 und Rinnenboden 53 als auch die scheibenförmigen Elemente 11,35 in den Nuten 57,59.

Die innere Nut 59, in welcher der Rand 27 des Energieelements 11 sitzt, ist zweckmässigerweise auf die Form dieses Randes 27 abgestimmt. Die Nut muss nicht, wie in Figur 5 gezeigt, diesen Rand 27 derart umfassen, dass das Energieelement nur unter Verformung des elastischen Profile in die Nut eingeführt bzw. aus der Nut herausgezogen werden kann.

Figur 4 zeigt ein elastisches Profil 13c, bei welchem die Nut 59 für das Energieelement dem zylindrischen Rand 27 des Energieelements 11 angepasst, etwa halbzylindrisch vertieft ist. Diese halbzylindrische Vertiefung 59 reicht aus, um das Energieelement 11 in Richtung senkrecht zur Ebene des Rinnenbodens 53 zu halten. Für eine lichtdurchlässige Scheibe bzw. ein Fotovoltaϊkelement 36 ist eine rechteckige Ausnehmung 57 vorgesehen. Diese ist auf der Aussenseite durch eine anhebbare Lippe 71 begrenzt. Diese Lippe 71 hält das Fotovoltaϊkelement 36 in der Nut 57, kann aber angehoben werden, um das Fotovoltaϊkelement 36 aus der Nut herauszunehmen oder in sie einzulegen. Mit dem Energie- bzw. Wärmetauscherelement 11 wird der Raum zwischen Fotovoltaϊkelement 36 und Rinnenboden 53 gekühlt, so dass das Fotovoltaϊkelement bei niedriger wie bei hoher Wärmeeinstrahlung mit praktisch konstantem Wirkungsgrad arbeiten kann.

Das elastische Profil 13c kann je nach Verwendung mit der Nut für das Energieelement 11 zum Rinnenboden hin oder nach Aussen angeordnet in das Profilblech eingelegt werden. Dadurch kann ein Energieelement 11 mit einer Scheibe 35 gedeckt werden, oder unter Verwendung des gleichen Profils ungedeckt in der selben Ebene wie die lichtdurchlässige Scheibe 35 angeordnet werden. Dies ist insbesondere bei Verwendung von auf einem mit Wärmetauschermedium durchströmten Energieelement 11 angebrachten Fotovoltaϊkfolien 73 interessant. Die Leistung der Fotovoltaϊkfolie 73 kann durch Kühlung erhöht werden. Das dadurch vorgeheizte Wärmemedium kann anschliessend z.B. in benachbart angeordneten gedeckten Energieelementen 11 weiter aufgeheizt werden.

Eine Kombination von Fotovoltaϊkelementen 36, 73 mit Wärmtauscherelementen 11 ist auch unabhängig von deren Befestigung von Interesse. Fotovoltaϊkelemente sind temperaturempfindlich, d.h. ihr Wirkungsgrad sinkt bei steigender Betriebstemperatur. Dadurch ist gerade bei hoher Sonneneinstrahlung ihr Wirkungsgrad niedrig und der Stromertrag entsprechend relativ gering. Die Entwicklung in der Fotovoltaϊk geht dahin, die Temperaturempfindlichkeit der Fotovoltaϊkelemente zu reduzieren. Auf der anderen Seite sind bei SonnenwärmekoUektoren 11 in der Regel teure Solarglas- Abdeckscheiben 35 vorzusehen. Ohne Abdeckscheiben 35 entsteht kein Treibhauseffekt und sind die zu erreichenden Kollektortemperaturen wesentlich niedriger als mit einer Abdeckscheibe. Als Abdeckscheibe 36 oder als Beschichtung 73 eines Sonnenwärmekollektors 11 wird daher vorgeschlagen, eine fotovoltaϊsche Scheibe 36 mit Abstand vor dem Wärmekollektor 11 oder eine fotovoltaϊsche Folie 73 direkt auf den Wärmekollektor 11 anzubringen. Dabei ist eine möglichst hohe Wärmedurchlässigkeit des Fotovoltaϊkelements 36 anzustreben, falls dieses keine oder lediglich eine schlechte thermische Verbindung zum Wärmekollektor aufweist. Andererseits erlaubt eine wärmeleitfähige Verbindung zwischen Fotovoltaϊkelement 73 und Wärmetauscherelement 11 eine Verwendung von Wärmestrahlung sammelnden

Fotovoltaϊkelementen 73. Die möglichst direkte Kühlung des Fotovoltaϊkelements 36, 73 mit dem Wärmetauscherelement 11 bewirkt eine Erhöhung des Wirkungsgrades des fotovoltaϊschen Elements.

Figur 5 zeigt ein Energiepaneel. Energiepaneele können aus Profilblechbahnen bestehen die eigens für unabhängig plazierbare Paneele gefertigt sind. Das gezeigte besteht jedoch aus einem Norm-Profilblech eines Stehfalz-Profilblechdachbahn. Diese entspricht exakt der Dachbahn gemäss Figur 1 oder 2. Mit einem zweiten Profilblech, das einer Dachbahn mit höheren Stegen und mit umgedrehten Kopfbereichen entspricht, ist eine zweischichtige Rinne geschaffen. Diese ist an beiden Enden mit einem Deckel verschlossen. Somit können die identischen Elemente wie in den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 4 für ein irgendwo versetzbares Paneel verwendet werden. Dadurch können die Produktionskosten für solche Paneele niedrig gehalten werden. Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch eine Variante 13d eines Gummiprofils gemäss den Figuren 3 und 4. In dem dargestellten Profil 13d ist die eine Nut 57 für eine Scheibe 35 oder ein flaches Fotovoltaϊkelement 36 mit einer elastischen Lippe 71 ausgebildet. Die andere Nut 59 ist halbtonnenformig mit einer Rechtecknut 59' im Scheitel der Halbtonne. Der gewölbte Teil der Nut 59 ist gezackt ausgebildet, um einen grösseren Spielraum an darin anzubringenden Randformen der Energieelemente zu erlauben und um die Haftung zwischen Energieelement und Profil in Längsrichtung des Profils zu verkleinern. Die Form des Rückens 79 mit den beiden viertelrund konkaven Eckausnehmungen 81 erlaubt die Anordnung des Profils mit der einen oder anderen Nut nach Aussen in einem Falzdach-Profilblech mit runder Ausbildung des Profilkopfs 51. Die Rechtecknut 59' im Scheitel der halbtonnenförmigen Nut 59 kann der Aufnahme eines Fotovoltaϊkelements, einer Glasscheibe oder dergleichen dienen. Sie ermöglicht auch das Herausnehmen eines Energieelements aus der Nut 59, in dem Sie ein Aufspreizen der tonnenförmigen Nut 59 erlaubt.

In Figur 7 ist derselbe Dachaufbau wie in Figur 4 dargestellt. Die beiden Profile links und rechts des Stehfalzes oder Steges 50 sind jedoch zusammenhängend ausgebildet. Ein Materialstreifen aus demselben Material des Profils verbindet die beiden jeweils einem Einzelprofil 13 entsprechenden Profilteile über den Steg 50 hinweg zu einem Doppelprofil 13e. Die zwei spiegelbildlich ausgebildeten Profilteile des Doppelprofils 13e können jegliche Form aufweisen. Dank zusammenhängender Ausbildung der Profilteile links und rechts des Steges kann das Doppelprofil 13e über den Steg 50 gesteckt werden und hält daran auch wenn kein Energieelement daran angeordnet ist. Dies erleichtert die Montage des elastischen Profils bei nebeneinander angeordneten Energieelementen erheblich. Das Doppelprofil 13e kann auch zwischen zwei aneinander angrenzenden Energieelementen angeordnet werden, wenn kein Steg 50 dazwischen Hegt.

Auf der rechten Seite der Figur 7 ist eine Spreizvorrichtung 83 dargestellt. Diese besteht aus einer in gezeigter Form geformten Platte. Im gezeigten Beispiel ist sie auf dem Rinnenboden des Profilbleches 443 abgestellt und überrdmmt eine Stützfunktion für das Glas 36. Sie wird um 90 Grad gedreht zwischen die Wärmetauscher 11 eingesetzt und anschliessend in die gezeigte Position verdreht. Da die Dicke der Platte kleiner ist als der Abstand, in welchem die Spreizvorrichtung 83 die Wärmetauschern 11 hält, werden durch die Verdrehung der Spreizvorrichtung 83 die Wärmetauscher 11 auseinander gespreizt.

Claims

Patentansprüche

1. An einem Bauteil befestigtes, im Wesentlichen scheibenförmiges Energieelement (11,36,73) mit bestimmten Aussenabmessungen, mit einem elastischen Profil (13) zur Befestigung des Energieelements am Bauteil (47), welches Profil (13) wenigstens an zwei gegenüberliegenden Rändern (27) des Energieelements (11,36,73) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil eine rinnenförmige Profilblechbahn (47) ist.

2. Energieelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die

Profilblechbahn (47) einen Rinnenboden (53) und zwei etwa normal zum Rinnenboden einander gegenüberliegende Rinnenwänden (48,49) und das Profil (13) einen Rücken (79) aufweist, und dass die Rücken der an gegenüberliegenden Rändern (27) angeordneten Profile (13) an den einander gegenüberliegenden Rinnenwänden (48,49) anliegen.

3. Energieelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Profil (13) das Energieelement (11,36,73) umlaufend ausgebildet ist.

4. Energieelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im elastischen Profil (13) eine den Rand (27) des Energieelements (11,36,73) dreiseitig umgreifende, lineare Nut (25,59) ausgebildet ist, mit welcher der Rand (27) des Energieelementes (11,36,73) in Eingriff steht.

5. Energieelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am elastischen Profil (13) wenigstens zwei parallele Nuten (57,59) nebeneinander ausgebildet sind.

6. Energieelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Rand (27) des Energieelements (11,36,73) zwei Profile in Längsrichtung nebeneinander angeordnet sind, und dass in beiden Profilen je eine längs gerichtete Nut ausgebildet ist.

7. Energieelement nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Nut (59,159 ) die Ränder (27) eines Wärmekollektors (11) und in der zweiten (57,157) die Ränder einer lichtdurchlässigen Scheibe (35) eingeordnet sind.

8. Energieelement nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Nut (59,159) die Ränder (27) eines Wärmekollektors (11) und in der zweiten Nut (57,157) die Ränder eines fotovoltaϊschen Elements (36) angeordnet sind.

9. Energieelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieelement aus einem Wärmetauscherelement (11) besteht, welches mit einer fotovoltaϊschen Oberfläche (73) ausgestattet ist.

10. Energieelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Nuten (57,59) durch elastisches Verformen einer

Nutseitenwand (z.B. 71) derart aufweitbar ist, dass die zum Eingriff in die Nut bestimmte lichtdurchlässige Scheibe (35) oder das die zum Eingriff in die Nut bestimmte scheibenförmige Energieelement (11,36,73) quer zu seiner Scheibenebene in die Nut einsetzbar bzw. aus der Nut entfernbar ist.

11. Energieelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieelement (11,36,73) aus zwei nebeneinander angeordneten Teilen besteht, und dass zwischen diesen Teilen eine Spreizvorrichtung (83) angeordnet ist.

12. Energieelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinnenwände (17,18) in einem Querschnitt in einem Abstand zum Rinnenboden wenigstens eine den Abstandes der Rinnenwände (17,18) verengende Ausformung (51) aufweisen, und dass das elastische Profil (13) durch diese Ausformung (51) gehalten ist.

13. Energieelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil zwischen einer ersten und einer zweite Ausformung, insbesondere zwischen der ersten Ausformung (51) und dem Rinnenboden (53) eingeklemmt ist.

14. Energieelement nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil eine ein die Form der Ausformung (51) angepasste Rückenform aufweist.

15. Energieelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückenform derart angepasst ist, dass das Profil (13) sowohl auf eine Verlegeart wie auch auf eine um 180° gedrehte Verlegeart angeordnet werden kann.

16. Elastisches Profil (13), insbesondere Elastomer- oder Gummiprofil, mit auf einer Seite einer ersten Nut (57) mit zur Aufnahme eines Randes einer lichtdurchlässigen Scheibe (35) oder eines Energieelements (36) geeigneten Form und Dimensionen und auf derselben Seite einer zweiten Nut (59) mit zur Aufnahme eines Randes (27) eines Energieelements (11) geeigneter Form und Dimensionen, und dieser Seite gegenüberliegend einem Rücken (79), welcher in Form und Dimension abgestimmt ist auf die mit dem Rücken 79 zusammenwirkenden Rinnenwände (48,49) einer rinnenförmigen Profilblechbahn (47), insbesondere einer Stehfalz-Profilblech- Dachbahn.

17. Elastisches Profil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sein Rücken (79) eine Form zur Aufnahme einer den Abstand zwischen den Rinnenwänden (48,49) verengenden Ausformung (51) am Profilblech aufweist.

18. Elastisches Profil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (81) zur Aufnahme der Ausformung (51) derart symmetrisch ausgebildet ist, dass das Profil (13) sowohl in einer ersten als auch in einer um 180° gedrehten zweiten Verlegeart des Profils die Ausformung (51) am Profilblech (47) aufnimmt.

19. Elastisches Profil nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (13e) derart symmetrisch ausgebildet ist, dass zwei miteinander verbundene, spiegelbildliche Profilteile beidseitig eines gemeinsamen Stegs (50) von Profilblechen (47) angeordnet werden können.

20. Verwendung eines elastischen Profils (13), insbesondere eines Elastomer- oder Gummiprofils, mit wenigstens einer Nut (25,59) zur Aufnahme eines Randes (27) eines Energieelements (11) als Zwischenprofil zwischen einem scheibenförmigen Energieelement (11) und einer rinnenförmigen Profilblechbahn (47).

21. Gebäudebekleidung, gebildet durch ein Energieelement gemäss einem der Ansprüche 1 bis 14.

22. Gebäudeunabhängig montierbares Energiepaneel, gebildet durch ein Energieelement gemäss einem der Ansprüche 1 bis 14.

23. Energiepaneel nach Anspruch 22, gekennzeiclinet durch eine zweite rinnenförmige Profilblechbahn, wobei ein zwischen den Profilblechbahnen gebildeter Hohlraum wärmegedämmt ist.

24. Verwendung einer Stehfalz-Profilblechbahn (47) als Halterahmen für ein scheibenförmiges Energieelement (11) mit einem wenigstens an zwei Seiten des Energieelements (11) angeordneten elastischen Profil (13).