WO2009036821A1

WO2009036821A1 - Luftsonnenkollektorvorrichtung

Info

Publication number: WO2009036821A1
Application number: PCT/EP2008/004627
Authority: WO
Inventors: Wolfgang Schlott; Rolf Bommer; Klaus Schätzle; Hans Bommer
Original assignee: Puren Gmbh
Priority date: 2007-09-17
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2009-03-26
Also published as: DE102007044252A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Luftsonnenkollektorvorrichtung mit einer Luftführungseinheit (10a; 10b; 10c), die zumindest einen Luftführungskanal (12a; 12b; 12c) und eine Isoliereinheit (14a; 14b; 14c), die dazu vorgesehen ist, den Luftführungskanal (12a; 12b; 12c) gegen eine Befestigungsfläche (16a; 16b; 16c) der Luftführungseinheit (10a; 10b; 10c) zu isolieren, aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass die Isoliereinheit (14a; 14b; 14c) ein Isoliermaterial (18a; 18b; 18c) aufweist, das hochtemperaturbeständig ist.

Description

Luftsonnenkollektorvorrichtung

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Luftsonnenkollektorvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind bereits Luftsonnenkollektorvorrichtungen mit einer Luftführungseinheit, die zumindest einen Luftführungskanal und eine Isoliereinheit, die dazu vorgesehen ist, den Luftführungskanal gegen eine Befestigungsfläche der Luftführungs- einheit zu isolieren, aufweisen, bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftsonnenkollektorvorrichtung bereitzustellen, die auf einer Fläche mit einer reduzierten Temperaturbeständigkeit montiert werden kann. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einer Luftsonnenkollektorvorrich- tung mit einer Luftführungseinheit, die zumindest einen Luft- führungskanal und eine Isoliereinheit, die dazu vorgesehen ist, den Luftführungskanal gegen eine Befestigungsfläche der Luftführungseinheit zu isolieren, aufweist.

Es wird vorgeschlagen, dass die Isoliereinheit ein Isolierma- terial aufweist, das hochtemperaturbeständig ist. Dadurch kann eine Temperatur, die die Luftsonnenkollektorvorrichtung an der Befestigungsfläche aufweist, reduziert werden, wodurch eine Temperaturbeständigkeit einer darunterliegenden Fläche reduziert werden kann. Unter „hochtemperaturbeständig" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass das Isoliermodul bei 150° C dauerhaft und bei 200° C kurzfristig temperaturbeständig ist, wobei eine Temperaturbeständigkeit von 170° C dauerhaft und 220° C kurzfristig vorteilhaft und eine Temperaturbeständigkeit von 200° C dauerhaft und 250° C kurzfris- tig besonders vorteilhaft ist. Unter „kurzfristig temperaturbeständig" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass ein Material bei einer Temperatureinwirkung von weniger als einer Stunde seine messbaren Eigenschaften, wie beispielsweise eine Form, eine Dämmleistung und/oder Oberflächenstruktur, beibehält. Unter einer langfristigen Temperaturbeständigkeit soll verstanden werden, dass das Material bei einer Temperatureinwirkung von mehr als einer Stunde seine messbaren Eigenschaften beibehält. Insbesondere sollen sich die messbaren Eigenschaften auch über einen Zeitraum von einem Jahr oder, besonders vorteilhaft, über einen Zeitraum von fünf Jahren nicht verändern. Vorzugsweise ist die Luftführungseinheit der Luftsonnenkollektoreinheit dazu vorgesehen, auf einer Dachvorrichtung montiert zu werden. Durch die Isoliereinheit kann die Luftführungseinheit auf einer Dachvorrichtung montiert werden, die eine geringe Wärmebeständigkeit aufweist.

Vorteilhafterweise ist das Isoliermaterial aus Polyurethan gebildet. Mittels Polyurethan kann eine temperaturbeständige und langzeitbeständige Isoliereinheit mit einem vorteilhaften Wärmeleitwert bereitgestellt werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Isoliereinheit den Luftführungskanal nach unten begrenzt. Unter „unten" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine in Richtung der Befestigungsfläche orientierte Richtung verstanden werden. Dadurch kann der Luftführungskanal einfach nach unten abgeschlossen werden.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Luftführungseinheit zumindest eine Absorptionsschicht aufweist, die dazu vorgesehen ist, Licht zu absorbieren. Dadurch kann Sonnenenergie vorteilhaft in Wärme umgewandelt werden. Vorteilhafterweise ist die Absorptionsschicht mittels einer selektiven Beschichtung ausgebildet, die vorzugsweise eine Absorption größer als 90% aufweist. Vorzugsweise weist die Absorptionsschicht weiter Emissionswerte auf, die kleiner als 10% sind. Eine Transmission der Absorptionsschicht ist vorzugsweise gleich Null. Unter „Emissionswerten" sollen dabei insbesondere Energieverluste verstanden werden, die durch eine unvorteilhafte Abstrahlung des Absorbers entstehen. „Absorption", „Transmissi- on" bzw. „Emissionswerte" sollen dabei insbesondere in Bezug auf eine Absorption, Transmission bzw. Emission in zumindest einem Teilbereich eines Sonnenspektrums verstanden werden, wie insbesondere im sichtbaren Bereich und/oder in zumindest einem an den sichtbaren Bereich angrenzenden Bereich. Unter einem „sichtbaren Bereich" soll insbesondere ein Bereich mit Wellenlängen zwischen 400 Nanometer und 800 Nanometer verstanden werden. Unter einem angrenzenden Bereich soll insbesondere ein Bereich mit Wellenlängen kleiner als 400 Nanometer und/oder größer als 800 Nanometer verstanden werden, wie insbesondere ein UV-Bereich und/oder ein Infrarotbereich. Un- ter einem „Infrarotbereich" soll insbesondere ein naher Infrarotbereich und/oder ein mittlerer Infrarotbereich verstanden werden, wobei unter einem nahen Infrarotbereich ein Bereich mit Wellenlängen zwischen 800 Nanometer und 1600 Nanometer und unter einem mittleren Infrarotbereich ein Bereich mit Wellenlängen zwischen 1600 Nanometer und 50 Mycrometer verstanden werden soll. Unter einem „UV-Bereich" soll insbesondere ein naher UV-Bereich, der insbesondere Wellenlängen zwischen 100 Nanometer und 400 Nanometer aufweist. Vorzugsweise werden für die Absorption, die Transmission und/oder die Emissionswerte der sichtbare Bereich und/oder der nahe Infrarotbereich berücksichtigt.

Vorzugsweise ist die Absorptionsschicht mittels einer Metallschicht ausgebildet. Grundsätzlich ist für die Absorptions- schicht auch eine Farbgebung denkbar, die beispielsweise mittels einer Eloxierung ausgebildet ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Absorptionsschicht den Luftfüh- rungskanal zumindest teilweise in zumindest zwei Bereiche teilt. Dadurch kann eine vorteilhafte Umströmung der Absorptionsschicht mit Luft erreicht werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird, vorge- schlagen, dass die Luftsonnenkollektoreinheit eine transparente Zwischenschicht aufweist, die den Luftführungskanal zumindest teilweise in zumindest zwei Bereiche teilt. Dadurch kann eine besonders hohe Energieeffizienz erreicht werden. Unter einer „transparenten Zwischenschicht" soll insbesondere eine Zwischenschicht aus einem Material verstanden werden, dass eine Transmission aufweist, die größer ist als 10%. Vorteilhafterweise ist die Transmission größer als 50% und besonders vorteilhaft ist die Transmission größer als 75%. Ferner weist die Zwischenschicht vorzugsweise eine Reflexion von weniger als 25% auf. Außerdem wird vorgeschlagen, dass eine

Absorption der Zwischenschicht kleiner ist als 10%. Besonders vorteilhaft ist eine Zwischenschicht, die eine Transmission von mehr als 90%, eine Reflexion von weniger als 10% und eine Absorption von nahezu 0% aufweist. Vorteilhafte Materialen für die Zwischenschicht sind beispielsweise Glas und/oder

Kunststoff, wobei das Glas und/oder der Kunststoff eine matte Oberfläche aufweisen kann.

Insbesondere durch eine Teilung des Luftführungskanals ist mittels des Luftführungskanals sowie vorzugsweise weiterer Verbindungskanäle ein geschlossenes System bildbar, wodurch auf ein Filtersystem zur Zuführung ungefilterter Luft verzichtet werden kann.

Vorzugsweise weist die Luftführungseinheit zumindest eine

Seitenbegrenzungseinheit auf, die zumindest den Luftführungs- kanal zumindest in einer Richtung seitlich begrenzt. Dadurch kann der Luftführungskanal vorteilhaft und flexibel seitlich abgeschlossen werden, insbesondere wenn die Seiteneinheit dazu vorgesehen, einen zweiten Luftführungskanal in einer ent- gegengesetzten Richtung seitlich zu begrenzen.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Seitenbegrenzungseinheit temperaturbeständig ist, wobei unter „temperaturbeständig" insbesondere eine geringe dauerhafte und kurzfristige Tempe- raturbeständigkeit als unter „hochtemperaturbeständig" verstanden werden soll. Insbesondere soll unter „temperaturbeständig" 70° C dauerhaft und bei 100° C kurzfristig temperaturbeständig verstanden werden, wobei eine Temperaturbeständigkeit von 90° C dauerhaft und 120° C kurzfristig vorteil- haft und eine Temperaturbeständigkeit von 120° C dauerhaft und 150° kurzfristig besonders vorteilhaft ist. Dadurch kann die Seitenbegrenzungseinheit den Luftführungskanal vorteilhaft seitlich abschließen.

Vorzugsweise weist der Luftführungskanal eine obere Begrenzungsschicht auf, die zumindest größtenteils lichtdurchlässig ist. Dadurch kann dem Luftsonnenkollektorsystem einfach und effizient Energie zugeführt werden. Vorteilhafterweise wird die obere Begrenzungsschicht ebenfalls aus einem hochtempera- turbeständigen Werkstoff gebildet, der insbesondere für den sichtbaren Spektralbereich der Sonne lichtdurchlässig ist, wobei unter „lichtdurchlässig" eine Transmission von mehr als 90% in dem entsprechenden Spektralbereich verstanden werden soll. Unter „größtenteils" soll in diesem Zusammenhang ver- standen werden, dass mehr als 90% der Fläche der oberen Begrenzungsschicht lichtdurchlässig ist. Weist ferner die Luftführungseinheit zumindest eine Verbindungseinheit auf, die dazu vorgesehen ist, die Seitenbegrenzungseinheit und die obere Begrenzungsschicht zu verbinden, kann die obere Begrenzungsschicht besonders vorteilhaft ange- bunden werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Luftführungseinheit eine Befestigungseinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, die Lüftführungseinheit an einer Haltefläche zu befestigen. Da- durch kann die Luftführungseinheit sicher befestigt werden.

Vorzugsweise sind die Verbindungseinheit und die Befestigungseinheit zumindest teilweise einteilig ausgeführt. Dadurch können Bauteile und Kosten eingespart werden und eine Montagezeit kann reduziert werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Luftsonnenkollektorvorrichtung eine Dachisoliereinheit aufweist. Unter einer "Dachisoliereinheit" soll insbesondere eine Einheit zur Wärmeisolierung verstanden werden, die insbesondere zumindest im Wesentlichen aus einem Wärmedämmmate- rial, wie vorzugsweise aus einem Schaummaterial, wie insbesondere Polyurethan, gebildet ist. Durch eine Dachisoliereinheit kann vorteilhaft eine Dachvorrichtung bereitgestellt werden, die eine vorteilhafte Wärmedämmwirkung aufweist.

Vorteilhafterweise ist die Dachisoliereinheit temperaturbeständig, da dadurch eine hohe Lebensdauer erreicht werden kann, und besteht vorzugsweise aus Polyurethan.

Weist die Dachisoliereinheit wenigstens eine Wärmedämmplatte mit wenigstens einem Befestigungselement auf, das zur Kopp- lung mit einer korrespondierenden Deckeinheit, wie insbesondere mit der Luftführungseinheit, vorgesehen ist, kann eine vorteilhafte Kopplung, insbesondere zumindest weitgehend ohne Wärmebrücken erreicht werden. Das Befestigungsmittel kann da- bei verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Formen aufweisen, beispielsweise kann das Befestigungselement plattenförmig und/oder vorteilhaft stegförmig ausgebildet sein, wobei dieses bei einer stegförmigen Ausbildung vorteilhaft einen Winkel ungleich Null zu einer Seitenwand der Wär- medämmplatte einschließt. Zudem kann das Befestigungsmittel durch verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Verbindungen mit der Wärmedämmplatte verbunden sein, wie mittels kraftschlüssigen, formschlüssigen und/oder besonders vorteilhaft mittels Stoffschlüssigen Verbindungen. Ferner ist es vorteilhaft das Befestigungselement zumindest teilweise in die Wärmedämmplatte eingelassen, wodurch ein unerwünschter Überstand über die Wärmedämmplatte zumindest weitgehend vermieden werden kann.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Luftführungseinheit in der Isoliereinheit wenigstens eine Ausnehmung zur Abführung aufgewärmter Luft aufweist. Dadurch kann die erwärmte Luft kontrolliert abgeführt werden, insbesondere wenn die Ausnehmung oder ein an die Ausnehmung angeschlossener Verbindungs- kanal eine Ventilatoreinheit aufweist.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Luftführungseinheit in der Isoliereinheit wenigstens eine Ausnehmung zur Zuführung kalter Luft aufweist. Dadurch kann kalte Luft kontrolliert zugeführt werden. Vorzugsweise weisen die Ausnehmung zur Abführung und die Ausnehmung zur Zuführung einen geringen Abstand auf, da dann ein geschlossenes System einfach realisiert werden kann. Unter einem geringen Abstand soll insbesondere ein Abstand kleiner als eine halbe Länge des Luftführungskanals verstanden werden, wobei ein Abstand von weniger als einem Meter besonders vorteilhaft ist.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Dachisoliereinheit zumin- dest einen Verbindungskanal aufweist, der dazu vorgesehen ist, die Luftführungseinheit mit einer Energieverwertungseinheit zu verbinden. Dadurch kann eine einfache Anbindung an eine Energieverwertungseinheit hergestellt werden.

Vorteilhafterweise weist die Luftsonnenkollektorvorrichtung eine Energieverwertungseinheit auf. Unter einer "Energieverwertungseinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, die Wärme der aufgeheizten Luft innerhalb der Luftführungseinheit nutzbar zu machen. Da- durch kann die erzeuge Wärmeenergie einfach und effizient genutzt werden.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen . Es zeigen :

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Luftson- nenkollektorvorrichtung in einer räumlichen Darstellung,

Fig. 2 eine seitliche Schnittansicht der Luftsonnen- kollektoreinheit aus Figur 1, Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Luftson- nenkollektorvorrichtung in einer räumlichen Darstellung,

Fig. 4 eine seitliche Schnittansicht der Luftsonnen- kollektoreinheit aus Figur 3 und Fig. 5 eine seitliche Schnittansicht einer weiteren

Luftsonnenkollektoreinheit .

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eine Luftsonnen- kollektorvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung. Die Luftsonnenkollektoreinheit umfasst eine Luftführungseinheit 10a, die einen Luftführungskanal 12a und eine Isoliereinheit 14a aufweist. Die Isoliereinheit 14a, die den Luft- führungskanal 12a gegen eine Befestigungsfläche 16a der Luftführungseinheit 10a isoliert, weist ein Isoliermaterial 18a auf, das hochtemperaturbeständig, d.h. temperaturbeständig bei dauerhaft 200° C und kurzfristig 250° C, ist. Das Isoliermaterial 18a ist aus einem Polyurethan gebildet, das als ein Schaummaterial mit Lufteinschlüssen ausgeführt ist, und weist eine Wärmeleitfähigkeit von zumindest λ=0,026 W/(m-K) auf. Die Isoliereinheit 14a begrenzt den Luftführungskanal 12a nach unten.

Auf die Isoliereinheit 14a ist eine Absorptionsschicht 20a aufgebracht, die auf einer der Isoliereinheit 14a abgewande- ten Seite eine schwarze Färbung aufweist. Es sind aber auch andere Färbungen der Absorptionsschicht 20a, wie beispielsweise braune Färbungen, denkbar. Ein Absorptionskoeffizient der Absorptionsschicht 20a ist, insbesondere für einen sicht- baren Bereich und einen nahen Infrarotbereich eines Sonnenspektrums, größer als 90%. Die Absorptionsschicht 20a ist wasserführend ausgebildet, um Kondenswasser, das sich in dem Luftführungskanal 12a bilden kann, abzuführen. Die Absorptionsschicht 20a ist mit einer selektiven Beschichtung verse- hen. Sie weist Emissionswerte auf, die kleiner als 10% sind. Als Beschichtung für die Absorptionsschicht sind verschiedene Materialen denkbar, wie beispielsweise Titanoxinitrid- Beschichtungen oder keramische Beschichtungen. Grundsätzlich sind aber auch andere Absorptionsschichten denkbar, wie bei- spielsweise eine eloxierte Aluminiumschicht.

Weiter weist die Luftführungseinheit 10a zwei Seitenbegrenzungseinheiten 26a, 28a auf, die den Luftführungskanal 12a in beiden seitlichen Richtungen begrenzen und die Luftführungs- einheit 10a seitlich abschließen. An den Luftführungskanal

12a können seitlich weitere Luftführungskanäle angeschlossen werden, wie es in Figur 2 auf der einen Seite der Luftführungseinheit 10a gestrichelt dargestellt ist, wodurch die Luftführungseinheit 10a auf eine beliebige Anzahl von Luft- führungskanälen erweiterbar ist. Die Seitenbegrenzungseinheiten 26a, 28a bilden dann Seitenbegrenzungseinheiten für die angrenzenden Luftführungskanäle, wobei die beiden äußersten Seitenbegrenzungseinheiten die Luftführungseinheit abschließen. Alternativ kann an die Luftführungseinheit 10a seitlich auch eine herkömmliche Dacheindeckung, wie beispielsweise ei- ne Dacheindeckung mit Dachziegeln, angeschlossen werden, wie es auf der anderen Seite der Luftführungseinheit 10a dargestellt ist. Die Seitenbegrenzungseinheiten 26a, 28a bestehen aus einem Material, das temperaturbeständig ist, wie beispielsweise Purenit.

Nach oben ist der Luftführungskanal 12a durch eine obere lichtdurchlässige Begrenzungsschicht 30a abgeschlossen. Die obere Begrenzungsschicht 30a weist im sichtbaren Spektralbereich der Sonne eine Transmission von mehr als 90% auf. Die obere Begrenzungsschicht 30a besteht aus einem Material, das vorteilhafterweise zumindest temperaturbeständig und besonders vorteilhaft hochtemperaturbeständig ist und das eine hohe UV-Beständigkeit aufweist, wie beispielsweise Glas.

Die Seitenbegrenzungseinheiten 26a, 28a sind über Verbindungseinheiten 32a mit der oberen Begrenzungsschicht 30a verbunden. Die Verbindungseinheiten 26a, 28a umfassen jeweils als eine doppelte Klemmvorrichtung 56a, 58a, in die die obere Begrenzungsschicht 30a eingefasst ist. Die Klemmvorrichtung 56a, 58a weist eine auf die Seitenbegrenzungseinheiten 26a, 28a aufgebrachte untere Klemmeinheit mit einer Dichteinheit und eine obere Klemmeinheit mit einer Dichteinheit auf. Zwischen die Klemmeinheiten der Klemmvorrichtungen 56a, 58a, die über eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung mittels Verbindungsmitteln 60, wie beispielsweise Schraubmittel, zu- sammengepresst werden, ist teilsweise die obere Begrenzungs- schicht 30a des Luftführungskanals 12a eingebracht. Schließen an den Luftführungskanal 12a weitere Luftführungskanäle an, wie es in Figur 2 gestrichelt dargestellt ist, werden auch die oberen Begrenzungsschichten der benachbarten Luftfüh- rungskanäle teilweise in die Klemmvorrichtung 56a eingebracht. Schließt die Seitenbegrenzungseinheit 28a, wie in Figur 2 dargestellt, die Luftführungseinheit 10a ab, werden anstelle einer angrenzenden oberen Begrenzungsschicht Abschlusselemente in die Klemmvorrichtung 58a eingebracht, die die Luftführungseinheit 10a an eine herkömmliche Dacheindeckung anbindet. Über der oberen Klemmeinheit wird eine Abdeckeinheit angebracht und mittels den Verbindungselementen 60a befestigt.

Die Verbindungseinheiten 32a bilden gleichzeitig Befestigungseinheiten 34a, die die Luftführungseinheit 10a an Befestigungselementen 36a befestigen. Die Verbindungsmittel 60a sind dazu einstückig als Befestigungsmittel ausgeführt, indem sie in einer Länge ausgeführt sind, in der sie die Seitenbe- grenzungseinheiten 26a, 28a durchdringen, wodurch die Verbin- dungs- und Befestigungsmittel eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zu den Befestigungselementen 36a herstellen.

Die Befestigungselemente 36a sind in eine weitere Isoliereinheit, die eine Dachisoliereinheit 38a bildet, eingebracht. Die Dachisoliereinheit 38a besteht aus einem Polyurethan, das ebenfalls Lufteinschlüsse aufweist. Die Dachisoliereinheit 38a ist bei 120° C dauerhaft und 150° C kurzfristig tempera- turbeständig. Mittels der Befestigungsmittel wird die Luftführungseinheit 10a mit der Dachisoliereinheit 38a gekoppelt, und zwar werden die Befestigungsmittel, die als Schrauben ausgebildet sind, in die Befestigungselemente 3βa eingeschraubt, die in Wärme- dämmplatten 40a der Dachisoliereinheit 38a eingelassen sind. Grundsätzlich sind auch andere, insbesondere auch durch die Dachisoliereinheit 38a hindurchgehende Befestigungen denkbar. Die Befestigungselemente sind von quer zu dem Luftführungskanal 12a verlaufenden Holzleisten gebildet, die Stoffschlüssig mit den Wärmedämmplatten 40a verbunden sind und die bündig mit einer Oberseite der Wärmedämmplatten 40a abschließen. Die Wärmedämmplatten 40a sind untereinander in Stoßbereichen mit Winkelprofilen 62a verbunden, mittels denen die Wärmedämmplatten 40a mit einem Dachbalken 64a verschraubt sind. Die Winkelprofile 62a dienen dazu, auf die Dachisoliereinheit 38a wirkende Schub- und Sogkräfte aufzunehmen. Die Luftführungs- einheit 10a und die Dachisoliereinheit 38a sind vollständig wärmebrückenfrei befestigt.

Im Bereich eines Dachfirsts 66a weist der Luftführungskanal 12a eine Ausnehmung 42a zur Abführung 46a von aufgeheizter Luft in der Isoliereinheit 14a im Bodenbereich auf. Umfasst die Luftführungseinheit 10a mehrere Luftführungskanäle, ist es vorteilhaft, diese über einen Verbindungskanal zu verbin- den, der vorzugsweise parallel zum Dachfirst 66a verläuft und in Strömungsrichtung eine zunehmende Querschnittsfläche aufweist. In Richtung Dachfirst 66a ist der Luftführungskanal durch eine Abschlusseinheit 68a geschlossen, wodurch die aufgeheizte Luft durch die Ausnehmung 42a abströmen kann. In Richtung einer Dachtraufe 70a ist der Luftführungskanal offen, wodurch von dieser Seite eine Zuführung 48 kalter Luft, die die abströmende Luft ersetzt und dann ebenfalls aufgeheizt wird, erfolgen kann.

Die Ausnehmung 42a ist in einem an den Dachfürst 66a angren- zende Bereich der Isoliereinheit 14a und der Wärmedämmplatten 40a eingebracht und bildet einen Verbindungskanal 50a, der ca. einen Winkel von 90° zu einer Oberseite der Wärmedämmplatten 40a einschließt. Der Verbindungskanal 50a verbindet die Luftführungseinheit 10a mit einer Energieverwertungsein- heit 54a. Zwischen die Luftführungseinheit 10a und der Energieverwertungseinheit 54a ist in dem Verbindungskanal 50a eine Ventilatoreinheit 72a eingebracht, mittels der ein definierter Luftstrom erzeugt werden kann.

Die Energieverwertungseinheit 54a, die nur schematisch dargestellt ist, ist vorzugsweise mit geringem Abstand zu der Luftführungseinheit 10a angeordnet, d.h. die Länge des Verbindungskanals 50a beträgt vorzugsweise weniger als 2 m. Die Energieverwertungseinheit 54 weist einen Wärmetauscher, ins- besondere zur Erwärmung von Wasser, eine Wärmepumpe und eine Einheit zur Stromgewinnung aus der Wärmeenergie der erwärmten Luft auf. Zudem umfasst die Energieverwertungseinheit 54a einen Erdspeicher, der bei überschüssiger Energie mit Wärmeenergie aufgeladen wird.

Ferner umfasst die Energieverwertungseinheit 54a ein System mit Heizkanälen, die in Gebäudewänden und in einem Gebäudeboden integriert sind. In die Heizkanäle kann aufgewärmte Luft aus der Luftführungseinheit eingeleitet werden und die aufge- wärmte Luft kann vorteilhaft zur Heizung des Gebäudes genutzt werden. Die Energieverwertungseinheit 54a weist eine Steuer- und Regeleinheit auf, mittels der automatisiert abhängig von verschiedenen Parametern, wie insbesondere Außentemperatur, gewünschte Innentemperatur usw., ein Heizbetrieb gesteuert und geregelt wird, mittels der jedoch auch manuell der Heiz- betrieb gesteuert werden kann.

Weiter umfasst die Energieverwertungseinheit 54a eine als eine Absorptionskälteeinheit ausgebildete Kälteeinheit, die mittels eines temperaturabhängigen Desorptions- und Absorpti- onsprozesses eines Ammoniak/Wasser-Gemischs kühlt.

In den Figuren 3 bis 5 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausfüh- rungsbeispiels in den Figuren 1 und 2 durch die Buchstaben b und c in den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele in den Figuren 3 bis 5 ersetzt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 und 2, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibungen der jeweils vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen werden kann.

Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Luftsonnenkollek- torvorrichtung mit einer Luftführungseinheit 10b, die einen Luftführungskanal 12b und eine Isoliereinheit 14b aufweist, in einer perspektivischen Ansicht. In diesem Ausführungsbeispiel teilt eine Absorptionsschicht 20b den Luftführungskanal 12b in einen unteren Bereich 22b, der der Isolierschicht 14b zugewandt ist, und in einen oberer Bereich 24b, der einer o- beren Begrenzungsschicht 30b zugewandt ist. Der Luftführungs- kanal 12b ist in Richtung einer Dachtraufe 70b abgeschlossen. Im Bereich der Dachtraufe 70b sind der obere Bereich 24b des Luftführungskanals und der untere Bereich 22b des Luftführungskanals 12b miteinander verbunden.

In Richtung eines Dachfirsts 66b weist die Isoliereinheit 14b und eine Dachisoliereinheit 38b eine Ausnehmung 42b auf, die mit dem unteren Bereich 22b des Luftführungskanals verbunden ist und durch eine Abführung 46b erhitzter Luft möglich ist. Die erhitze Luft wird durch einen Verbindungskanal 50b einer Energieverwertungseinheit 54b zugeführt. Anschließend wird die Luft, die durch eine Energieentnahme in der Energieverwertungseinheit abkühlt, über einen weiteren Verbindungskanal 52b mit einer Ventilatoreinheit 72b und eine weitere Ausneh- mung 44b in der Isoliereinheit 14b und der Dachisoliereinheit 38b dem oberen Bereich 24b des Luftführungskanals 12b zugeführt, wobei die Ventilatoreinheit 72b alternativ auch in dem Verbindungskanal 50b angeordnet werden kann. Die Luft strömt dann einer der Begrenzungsschicht 30b zugewandten Seite der Absorptionsschicht 20b entlang durch den oberen Bereich 24b und wird dabei erwärmt. Anschließend strömt die erwärmte Luft entlang einer der Isoliereinheit 14b zugewandten unteren Seite durch den unteren Bereich 22b des Luftführungskanals 12b zurück in Richtung Dachfirst 66b und der Ausnehmung 42b. Die Ausnehmungen 42b, 44b weisen dabei einen geringen Abstand, d.h. kleiner als einen Meter, auf. Mittels des Luftführungskanals 12b, den Verbindungskanälen 50b, 52b und der Energieverwertungseinheit 54b ist damit ein geschlossenes System realisiert, in dem die Luft zirkuliert. Weiter umfasst die Energieverwertungseinheit 54b in diesem Ausführungsbeispiel einen Wärmetauscher 74b, der in der Luftführungseinheit 10b einem Bereich zwischen der Absorptionsschicht 20b und der Isolierschicht 14b angeordnet ist, wo- durch die Absorptionsschicht 20b und die Isolierschicht 14b den Wärmetauscher 74b in zwei Richtungen begrenzen. In zwei weiteren Richtungen wird der Wärmetauscher 74b durch die Bereiche 22b, 24b des Luftführungskanals 12b begrenzt. Seitlich ist er durch Seitenbegrenzungseinheiten 26b, 28b abgeschlos- sen. Der Wärmetauscher 74b ist zwischen den Ausnehmungen 42b 44b angeordnet.

Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Luftsonnenkollek- torvorrichtung mit einer Luftführungseinheit 10c, die einen Luftführungskanal 12c und eine Isoliereinheit 14c aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel teilt eine transparente Zwischenschicht 76c den Luftführungskanal 12c in einen unteren Bereich 22c, der der Isoliereinheit 14c zugewandt ist, und in einen oberer Bereich 24c, der einer oberen Begrenzungsschicht 30c zugewandt ist. Der Luftführungskanal 12c ist in Richtung einer Dachtraufe 70c abgeschlossen. Im Bereich der Dachtraufe 70c sind der obere Bereich 24c des Luftführungskanals und der untere Bereich 22c des Luftführungskanals 12c miteinander verbunden.

Die Isoliereinheit 14c weist ein Isoliermaterial 18c auf, das hochtemperaturbeständig ist. Auf die Isoliereinheit 14c ist eine Absorptionsschicht 20c aufgebracht, die eine selektive Beschichtung aufweist. Eine Absorption der Absorptionsschicht 20c ist größer als 90%. Die Zwischenschicht 76c ist aus einem transparenten Material hergestellt. Sie ist aus Glas hergestellt. Eine Transmission der Zwischenschicht 76c ist größer als 90%. Eine Absorption der Zwischenschicht ist kleiner als 1%. Die Zwischenschicht 76c weist eine Beschichtung auf, die eine Reflexion der Zwischenschicht minimiert. Die Reflexion ist kleiner als 9%, wobei noch geringere Werte besonders vorteilhaft sind.

Bezugszeichen

10 Luftführungseinheit 44 Ausnehmung

12 Luftführungskanal 46 Abführung

14 Isoliereinheit 48 Zuführung

16 Befestigungsfläche 50 Verbindungskanal

18 Isoliermaterial 52 Verbindungskanal

20 AbsorptionsSchicht 54 Energieverwertungsein

22 Bereich heit

24 Bereich 56 Klemmvorrichtung

26 Seitenbegrenzungsein58 Klemmvorrichtung heit 60 Verbindungsmittel

28 Seitenbegrenzungsein62 Winkelprofil heit 64 Dachbalken

30 Begrenzungsschicht 66 Dachfirst

32 Verbindungseinheit 68 Abschlusseinheit

34 Befestigungseinheit 70 Dachtraufe

36 Befestigungselement 72 Ventilatoreinheit

38 Dachisoliereinheit 74 Wärmetauscher

40 Wärmedämmp1atte 76 Zwischenschicht

42 Ausnehmung

Claims

Ansprüche

1. Luftsonnenkollektorvorrichtung mit einer Luftführungseinheit (10a; 10b; 10c), die zumindest einen Luftführungskanal (12a; 12b; 12c) und eine Isoliereinheit (14a; 14b; 14c) , die dazu vorgesehen ist, den Luftführungskanal

(12a; 12b; 12c) gegen eine Befestigungsfläche (16a; 16b; 16c) der Luftführungseinheit (10a; 10b; 10c) zu isolieren, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Isoliereinheit (14a; 14b; 14c) ein Isoliermaterial (18a; 18b; 18c) aufweist, das hochtemperaturbeständig ist.

2. Luftsonnenkollektorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliermaterial (18a; 18b; 18c) aus Polyurethan gebildet ist.

3. Luftsonnenkollektorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Isoliereinheit (14a; 14b; 14c) den Luftführungskanal (12a; 12b; 12c) nach unten begrenzt.

4. Luftsonnenkollektorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinheit (10a; 10b; 10c) zumindest eine Absorptionsschicht (20a; 20b; 20c) aufweist, die dazu vorgesehen ist, Licht zu absorbieren.

5. Luftsonnenkollektorvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionsschicht (20b) den Luftführungskanal (12b) zumindest teilweise in zumindest zwei Bereiche (22b, 24b) teilt.

6. Luftsonnenkollektorvorrichtung nach einem der vorherge- henden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine transparente Zwischenschicht (76c) , die den Luftführungskanal (12c) zumindest teilweise in zumindest zwei Bereiche (22c, 24c) teilt.

7. Luftsonnenkollektorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Luftführungskanals (12b; 12c) ein geschlosse- nes System bildbar ist.

8. Luftsonnenkollektorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinheit (10a; 10b; 10c) eine Befesti- gungseinheit (34a; 34b; 34c) aufweist, die dazu vorgesehen ist, die Lüftführungseinheit (10a; 10b; 10c) an einem Befestigungselement (36a; 36b; 36c) zu befestigen.

9. Luftsonnenkollektorvorrichtung nach einem der vorherge- henden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Dachisoliereinheit (38a; 38b; 38c).

10. Luftsonnenkollektorvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachisoliereinheit (38a; 38b; 38c) wenigstens eine Wärmedämmplatte (40a; 40b; 40c) mit wenigstens einem Befestigungselement (36a; 36b; 36c) aufweist, das zur Kopplung mit einer korrespondierenden Deckeinheit vorgesehen ist.

11. Luftsonnenkollektorvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (36a; 36b; 36c) zumindest teil- weise in die Wärmedämmplatte (38a; 38b; 38c) eingelassen ist.

12. Luftsonnenkollektorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinheit (10a; 10b; 10c) in der Isolier- einheit (14a; 14b; 14c) wenigstens eine Ausnehmung (42a; 42b; 42c) zur Abführung (46a; 46b; 46c) aufgewärmter Luft aufweist .

13. Luftsonnenkollektorvorrichtung nach einem der vorherge- henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinheit (10b; 10c) in der Isoliereinheit (14b; 14c) wenigstens eine Ausnehmung (44b; 44c) zur Zuführung (48b; 48c) kalter Luft aufweist.

14. Luftsonnenkollektorvorrichtung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (42b; 42c) zur Abführung (46b; 46c) und die Ausnehmung (44b; 44c) zur Zuführung (48b; 48c) einen geringen Abstand aufweisen.

15. Dachvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachisoliereinheit (38a; 38b; 38c) zumindest einen

Verbindungskanal (50a; 50b, 52b; 50c, 52c) aufweist, der dazu vorgesehen ist, die Luftführungseinheit (10a; 10b; 10c) mit einer Energieverwertungseinheit (54a; 54b; 54c) zu verbinden.