WO2017129813A1 - Solarthermiedachpfanne mit längenveränderlichem verbindungselement - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Solarthermiedachpfanne (20) zur Gewinnung thermischer Energie aus Sonnenstrahlung, deren Form im Wesentlichen der Form einer herkömmlichen Dachpfanne entspricht, aufweisend einen von einem Medium durchströmten Absorber (26) mit einer Zulaufleitung (34) und einer Ablaufleitung (36), der auf einer Basispfanne (22), die der Befestigung der Solarthermiedachpfanne (20) auf einem Dach dient, angeordnet ist, wobei - die Zulaufleitung (34) an ihrem freien Ende ein erstes Verbindungelement (38) aufweist, - die Ablaufleitung (36) ausgeführt ist und an ihrem freien Ende ein zweites Verbindungselement (40) aufweist, - zumindest eine der beiden Leitungen (34, 36) längenveränderlich ausgeführt ist, - die beiden Verbindungselemente (38, 40) miteinander verbindbar sind, - in einem Grundzustand beide Verbindungselemente (38, 40) innerhalb äußerer Abmessungen der Solarthermiedachpfanne (20) angeordnet sind, - in einem Montagezustand zumindest eines der beiden Verbindungselement (38, 40) über die äußeren Abmessungen der Solarthermiedachpfanne (20) herausziehbar ist, so dass es mit einem ersten Verbindungselement (38, 40) einer benachbarten Solarthermiedachpfanne (20) verbindbar ist.

Description

Solarthermiedachpfanne mit längenveränderlichem Verbindungselement

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Solarthermiedachpfanne zur Gewinnung thermischer Energie aus Sonnenenergie, wobei die Solarthermiedachpfanne im Wesentlichen die Form von herkömmlichen Dachpfannen aufweist.

Solarthermie, insbesondere die Bereitstellung von Warmwasser ist die am weitesten verbreitete Technik zur Nutzung der Sonnenstrahlung. Dabei werden Solarkollektoren zur Erwärmung von Flüssigkeit verwendet. Die Sonnenstrahlung trifft dabei auf eine Absorberfläche des Kollektors und erwärmt diese. Die gewonnene Wärme wird auf ein durchströmendes Medium, üblicherweise eine Flüssigkeit oder auch Luft, übertragen. Das von der Sonneneinstrahlung erwärmte Medium wird in der Regel mit einer Umwälzpumpe zu einem Warmwasserspei- eher geleitet, wobei die gewonnene Wärme über einen Wärmetauscher von dem erwärmten Medium (z. B. einer Trägerflüssigkeit), an das Nutz- oder Trinkwasser im Warmwasserspeicher übertragen. Das Medium kühlt sich dabei ab und wird anschließend zurück zum Kollektor zurück geführt. Wird eine Flüssigkeit als Medium verwendet, eignet sich insbesondere ein Frostschutz-Wasser-Gemisch. Alternativ kann Heizungswasser selbst in den Kollektor gepumpt und darin erwärmt werden. Auch in diesem Fall kann Trinkwasser über den Wärmetauscher erwärmt werden. Die Nutzung von Dachflächen für die Anbringung von Solarkollektoren ist weit verbreitet. Handelsübliche Solarkollektoren, Flachkollektoren oder auch Vakuum- Röhrenkollektoren werden dabei meist auf bereits fertiggestellte Dächer zusätzlich aufgebracht. Dabei müssen oftmals Befestigungselemente durch die Dachhaut auf die Dachtragekonstruktion montiert werden, wobei die Befestigung sturmfest und vorzugsweise auch korrosiongeschützt sein muss. Beim Durchstoßen der konventionellen Dachhaut werden zwangsläufig Abdichtungs- und anschließende Dichtigkeitsprobleme hervorgerufen. Hinzu kommt eine Erhöhung der Dachlast, was oftmals eine notwendige Verstärkung im Dachstuhl nach sich zieht. Hinzu kommt, dass derartige Sonnenkollektoren das optische Erschei- nungsbild des Daches negativ beeinträchtigen. Alternativ sind Solarthermiedachpfannen bekannt, die anstelle der üblicherweise verwendeten Dachpfannen, Dachziegel oder Dachsteine verwendet werden. Solarthermiedachpfannen beinhalten ebenfalls einen Absorber zur Aufnahme der Sonnenenergie und werden durch ein Medium, vorzugsweise eine Flüssigkeit durchströmt, das sich entsprechend erwärmt. Die oben genannten Nachteile der aufgeständerten Sonnenkollektoren werden dadurch weitgehend vermieden, allerdings ist die Installation derartiger Solardachpfannen aufwendig und im Verhältnis zur herkömmlichen Dacheindeckung mit handelsüblichen Dachziegeln relativ schwierig. Ein wesentliches Problem besteht dabei insbesondere in dem ho- hen Montageaufwand für die Verbindung der einzelnen Solarthermiedachpfannen. Das durchströmende Medium muss von einer Solarthermiedachpfanne zur nächsten geleitet werden, die Verbindung muss entsprechend dicht ausgeführt sein. Der Montage- und Zeitaufwand ist somit deutlich höher.

Beschrieben ist eine solche Solarthermiedachpfanne und ihre Montage beispielsweise in der DE 10 2011 055 904 AI und in der DE 20 2013 602 407U 1. Die Installation der darin beschriebenen Dachziegel ist aufwendig und schwierig, insbesondere weil zusätzlich Bauteile benötigt werden und Änderungen an der Trage- konstruktion notwendig sind .

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Solarthermiedachpfanne bereitzustellen, deren Herstellung, Montage und Wartung möglichst einfach und kostengünstig ist. Wesentlich ist dabei, dass sich der Montagevorgang möglichst wenig von einer Dacheindeckung mit üblichen Dachziegeln unterscheidet. Das Gesamtsystem zur Energieumwandlung, welches die erfindungsgemäßen Solarthermiedachpfannen nutzt, soll dabei dauerhaft zuverlässig funktionieren. Die Aufgabe wird durch eine Solarthermiedachpfanne mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie den unabhängigen Verfahrensanspruch gelöst.

Eine erfindungsgemäße Solarthermiedachpfanne weist demnach ein mit einem Medium durchströmtes, oberseitig angeordnetes Absorber mit einer Zulaufleitung und einer Ablaufleitung auf, der auf einer Basispfanne angeordnet ist. Die Basispfanne dient der Befestigung der Solarthermiedachpfanne auf einem Dach. Die Form der erfindungsgemäßen Solarthermiedachpfanne entspricht im Wesentlichen der Form einer herkömmlichen Dachpfanne, so dass die äußere Erscheinung eines Daches bzw. eines Hauses durch Verwendung der Solarthermiedachpfanne kaum verändert wird. Der Begriff Dachpfanne ist dabei als Synonym für Dacheindeckungselemente wie Dachziegel, Dachsteine oder Dachschindeln zu verstehen und soll die Erfindung nicht auf Dachpfannen beschränken.

Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass eine Flüssigkeit als Medium dient, wobei aber auch ein gasförmiges Medium, beispielsweise Luft, denkbar ist. Die Zulaufleitung weist an ihrem freien Ende ein erstes Verbindungselement und die Ablaufleitung an ihrem freien Ende ein zweites Verbindungselement auf, die me- dienleitet miteinander verbindbar sind. Wesentlich ist, dass eine der beiden Leitungen längenveränderlich ausgeführt ist. Dadurch können in einem ersten Grundzustand beide Verbindungselemente innerhalb äußerer Abmessungen der Solarthermiedachpfanne angeordnet sein, im Montagezustand kann das Verbindungselement aufgrund der längenveränderlichen Leitung herausgezogen werden, so dass es über die äußeren Abmessungen der Solarthermiedachpfanne übersteht. Der Begriff äußere Abmessungen oder Außenabmessungen bezieht sich dabei auf die Außenabmessungen der Solarthermiedachpfanne in flächiger bzw. horizontaler Erstreckung, die bei einer üblichen rechteckigen Solarthermiedachpfanne durch die beiden Längsseiten und die beiden Querseiten bestimmt sind . Die Begriffe horizontal und vertikal beziehen sich dabei auf eine auf einer horizontalen Ebene aufliegenden Solarthermiedachpfanne, so dass deren Haupt- erstreckung somit in horizontaler Ebene verläuft.

Ein Vorteil der mindestens einen längenveränderlichen Leitung besteht darin, dass beim Decken des Hauses unterschiedliche Überdeckungen der Pfannen ausgeglichen werden können. Die unterschiedliche Überdeckung der Pfannen ergibt sich auf Grund unterschiedlicher Lattenabstände, die wiederum wegen der ganzzahligen Dachpfannen entstehen, wenn unterschiedliche Dachlängen (von der Traufbohle zur First) realisiert werden müssen.

Grundsätzlich können erfindungsgemäß die Zulaufleitung oder die Ablaufleitung oder auch beide Leitungen längenveränderlich ausgeführt sein, in einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist erfindungsgemäß die Ablaufleituna längenveränderlich ausgeführt. Im Folgenden wird die Erfindung deshalb für diese Ausführungsvariante erläutert, die jedoch nur eine der verschiedenen Möglichkeiten darstellt. Das mit der Ablaufleitung verbundene zweite Verbindungselement ist vorzugsweise in einer in Ausschubrichtung verlaufenden Längsnut in der Basispfanne geführt. Die Zulaufleitung und das erste Verbindungselement sind dagegen ortsfest innerhalb der äußeren Abmessungen der Solarthermiedachpfanne angeordnet.

Dies bedeutet, dass die erfindungsgemäße Solarthermiedachpfanne in ihrem Grundzustand die gleichen Abmessungen aufweist, wie eine handelsübliche Dachpfanne ohne Solarthermienutzung. Im Montagezustand kann aber das zweite Verbindungselement über die äußeren Abmessungen der Solarthermiedachpfanne herausgezogen und mit einem ersten Verbindungselement einer benachbarten Solarthermiedachpfanne verbunden werden. Anschließend können die beiden verbundenen Solarthermiedachpfannen aufeinander zubewegt werden, wobei sich die Ablaufleitung wieder verkürzt, bis die beiden Solarthermiedachpfannen bereichsweise derart übereinander angeordnet sind, dass die beiden Verbindungselemente unterhalb der oben liegenden Solarthermiedachpfanne also nicht mehr sichtbar, angeordnet sind.

Die längenveränderbare Zulaufleitung erleichtert die Montage auf dem Dach deutlich, da Abstandsabweichungen zwischen benachbarten Solarthermiedachpfannen während der Eindeckung schnell und einfach ausgeglichen werden können.

Der Begriff längenveränderliche Zulaufleitung ist derart zu verstehen, dass sich diese in Bezug auf die Ausschubrichtung des zweiten Verbindungselements in ihrer Länge ändert. In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante kann die Ablaufleitung aus diesem Grund als sogenanntes Trompetenrohr ausgeführt sein, bei dem sich zwei gegeneinander abgedichtete Rohrabschnitte unterschiedlichen Durchmessers ineinander verschieben können. Alternativ ist aber auch eine Ablaufleitung verwendbar, deren absolute Länge zwar gleich bleibt, aufgrund der Veränderung der geometrischen Anordnung jedoch eine Längenzunahme in Ausschubrichtung ermöglicht. Dies ist beispielsweise bei einer soiralförmia auf- gedrehten elastischen Ablaufleitung der Fall, die erfindungsgemäß ebenfalls verwendet werden kann. Letztendlich ist die erfindungsgemäße Funktion entscheidend, nämlich dass die Ablaufleitung ein Herausziehen des zweiten Verbindungselements ermöglicht.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante sind die beiden Verbindungselemente als Rast- bzw. Einrastverbindung ausgeführt. Beispielsweise kann das erste Verbindungselement eine Aufnahmeöffnung aufweisen, in die das zweite Verbindungselement einführbar und lösbar formschlüssig gehalten ist. Der Formschluss kann dabei durch einen Hinterschnitt in der Aufnahmeöffnung bewirkt werden, an dem eine Haltekante des zweiten Verbindungselements zur Anlage kommt.

Um eine sichere, aber dennoch lösbare Verbindung zu bewirken, können elasti- sehe Rastmittel vorgesehen sein, die in entsprechende Haltebereiche eingreifen. In einer besonders einfachen Ausführungsvariante kann das zweite Verbindungselement Öffnungen oder Vertiefungen aufweisen, in die elastische und/oder federbelastete Stifte des ersten Verbindungselements einrasten. Beim Verbindungsvorgang werden die Stifte durch das zweite Verbindungselement zunächst verdrängt, bis sie sich zurück in die entsprechenden Vertiefungen oder Öffnungen bewegen können .

Die beiden Verbindungselemente sind im eingerasteten Zustand fest miteinander verbunden, wobei die Verbindung insbesondere durch mindestens einen, vor- zugsweise zwei federbelastete Stifte bewirkt wird. Die Einrastöffnung und das freie Ende des Stifts sind dabei so bemessen, dass der Stift nur bereichsweise und nicht vollständig in die Öffnung eingeführt wird . Hierzu kann der Stift an seinem freien Ende beispielsweise konisch geformt sein. Dadurch wird erreicht, dass die Verbindung in vertikaler Richtung, also quer zur Einführrichtung des Stifts gesperrt ist, andererseits die in Längsrichtung des Stifts wirkende Federkraft die beiden Verbindungselemente gegeneinander drückt, was eine dichte Verbindung gewährleistet. Selbstverständlich sind auch andere Rastverbindungen nutzbar, die eine ausreichend zuverlässige Verbindung der beiden Verbindungselemente bewirken. Wesentlich ist dabei, dass die Verbindung für die durchströmende Flüssigkeit dicht ist. Die Solarthermiedachpfanne ist vorzugsweise sandwichartig aufgebaut, wobei zwischen der Basispfanne, die die Elemente zur Befestigung auf einer Dachtragekonstruktion aufweist, und einem durchsichtigen Abdeckelement der Absorber mit den entsprechenden Verbindungselementen angeordnet ist. Der Absorber kann aus einem oberen, nicht mediumführenden Absorberelement und einem unteren, medienführenden Absorberelement bestehen. Das obere Absorberelement ist derart gestaltet, dass es sich möglichst maximal erwärmt, insbesondere durch eine dunkle bzw. schwarze Farbgebung . Vorzugsweise sind die beiden Absorberelemente aus Metall gefertigt und miteinander verlötet oder verschweißt. Um die Herstellung besonders einfach und kostengünstig zu gestalten, hat sich das Rollschweißverfahren als bevorzugtes Verbindungsverfahren herausgestellt. Sowohl das obere Absorberelement selbst als auch die Basispfanne können durch ein Tiefziehverfahren hergestellt werden. Ein zwischen der Basispfanne und dem Absorber bzw. dem Abdeckelement angeordnetes umlaufendes Rahmenelement dient zum einen der Befestigung der einzelnen Elemente miteinander, zum anderen wird die Dichtigkeit der Solarthermiedachpfanne erhöht. Vorteilhafterweise kann die Verbindung (mit Hilfe eines entsprechend ausgeformten Werkzeugs) dadurch wieder gelöst werden, dass die Stifte entgegen der Federkraft zurückgedrückt und das zweite Verbindungselement aus dem ersten Verbindungselement herausgezogen wird . Hierzu kann beispielsweise ein geeignetes Werkzeug verwendet werden, welches den Stift und die Einrastöffnung au- ßer Eingriff bringt.

Um die Montage zusätzlich zu erleichtern, ist das zweite Verbindungselement vorzugsweise am Absorber oder der Basispfanne geführt. Die Führung kann beispielsweise durch eine Längsnut in der Basispfanne bewirkt werden, in die ein Haltebereich des zweiten Verbindungselements hineinragt und gehalten ist. Dadurch ist gewährleistet, dass sich das zweite Verbindungselement ausschließlich entlang der Längsnut bewegen und sich insbesondere nicht verdrehen kann.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist die Aufnahmeöffnung innerhalb des ersten Verbindungselementes T-Förmig und nach oben offen ausgebildet. Dementsprechend ist das zweite Verbindungselement ebenfalls T- Förmig ausgeführt und von oben in die Aufnahmeöffnung einführbar. Durch die T-Form entsteht automatisch eine Sperrung in im Wesentlichen horizontaler Zugrichtung. Damit sich die Verbindung in vertikaler Richtung nicht lösen kann, greifen federbelastete Stifte, die im ersten Verbindungselement angeordnet sind, in Öffnungen des ersten Verbindungselementes ein, die vorzugsweise in den beiden quer zur Längstausstreckung der Ablaufleitung ausgebildeten kurzen Bereiche der T-Form angeordnet sind.

Die erfindungsgemäßen Solarthermiedachpfannen können somit schnell und ein- fach auf einer Dachträgerkonstruktion verlegt werden. Sie können mit eingeschobenen zweitem Verbindungselement wie handelsübliche normale Dachziegel auf das Dach befördert und dort verarbeitet werden. Dazu ist es lediglich notwendig, das Zweitverbindungselement aus der Solarthermiedachpfanne auszuziehen und über die Rastverbindung mit einem benachbarten ersten Verbin- dungselement zu verbinden .

Ein Gesamtsystem zur Nutzung thermischer Energie weist die oben beschrieben Solarthermiedachpfannen auf, wobei zusätzlich eine Sammelleitung, vorzugsweise unterhalb der sogenannten Firstziegelreihe, und eine Speiseleitung, die vor- zugsweise die sogenannte Traufbole ersetzt, vorgesehen sind . Hierzu wird die oberste, der Firstziegelreihe benachbarte Reihe Solarthermiedachpfannen über eine Sammelzuführleitung, die insbesondere elastisch ausgeführt sein kann, mit der Sammelleitung verbunden. Die Sammelzuführleitung kann ebenfalls längenveränderlich ausgeführt sein, oftmals genügt aber ein relativ weicher, flexibler Schlauch. Sie ersetzt die Ablaufleitung, ist also nicht mit dem Absorber verbunden sondern weist ein freies Ende auf, das in die Sammelleitung eingeführt werden kann.

Die der Traufbole benachbarten Sorlarthermiedachpfannen weisen Speiserzuführleitungen anstelle der Zulaufleitungen auf. Die Speiserzuführleitung kann ebenfalls längenveränderlich ausgeführt sein, aber auch hier genügt oftmals ein flexibler Schlauch. Die Speiserzuführleitung ist an das erste Verbindungselement angeschlossen, weist aber keine Verbindung zum Absorber auf, sie ist vielmehr mit ihrem freien Ende an die Speiseleitung anschließbar. Die Sammelleitung und die Speiseleitung sind jeweils mit dem Heizsystem im Haus, vorzugsweisen dem Wärmetauscher verbunden. Entsprechende Verbindungsleitungen, eine Kaltwasserleitung zur Speiserleitung und eine Heißwasserleitung zur Sammelleitung können innerhalb oder außerhalb des Hauses verlegt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Verlegung innerhalb eines am Haus angeordneten Fallrohrs ergeben. Dieses dient zum einen der Ableitung von Regenwasser, zum Anderen können aber die Verbindungsleitungen im Inneren aufgekommen werden. Diese können in einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante durch eine Trennwand von einem Regenwasser leitenden Bereich des Fallrohrs getrennt sein. Das Fallrohr ist für diesen Zweck also in zwei Kammern aufgeteilt.

Die erfindungsgemäße Solardachpfanne eignet sich insbesondere für eine Verwendung mit einer ebenfalls neuen und vorteilhaften Windsogsicherung. Wind- sogsicherungen sind bei der Montage von Dachpfannen regional bereits vorgeschrieben. Es geht dabei darum, das Abdecken des Daches durch Sturm (Windsog) zu verhindern. Dies wird typischerweise durch Anbringen eines Drahtes bzw. einer Klammer an der Dachpfanne realisiert, der diese an der Dachlatte verankert. Das Verankern ist vergleichsweise zeitraubend, es braucht je nach Gegebenheiten vor Ort manchmal mehr Zeit als das Decken der Dachpfanne selbst. Darüber hinaus ist es äußerst schwierig, eine solche Dachpfanne (wenn sie z. B. schadhaft ist) im Dachverbund (komplett eingedecktes Dach) zu tauschen. Die erfindungsgemäße Windsogsicherung reduziert diese Probleme. Eine Schnappkralle wird beim Auflegen der Dachpfanne auf die Dachpfanne ausgelöst, klappt mit Federkraft hinter die Dachpfanne und hakt sich dahinter. Um diese im Reparaturfalle wieder zu lösen, ist vorteilhafterweise ein Rückholmechanismus mit einer Zugstange mit Zugöse an der Unterseite der Dachpfanne im vorderen Bereich vorgesehen. Wird die Dachpfanne vorne leicht angehoben, ist möglich, mit einem Haken in die Zugöse greifen und durch Ziehen die Schnappkralle zurück in ihre Rastposition zu ziehen. Diese Rastposition ist der Auslieferungszustand und wird beim Decken des Daches, also wenn die Dachpfanne in richtiger Stellung auf die Dachlatte gelegt wird, verändert. Das Tauschen einer klassischen Dachpfanne war schon immer relativ schwierig (auch ohne zusätzliche Windsogsicherung). Das liegt darin begründet, dass die zu tauschende Dachpfanne von der Dachlatte gehoben werden muss, obwohl zwei angrenzende Dachpfannen (darüber und in der Regel links davon) auf ihr lasten. Müssen jetzt auch noch zwei Verbindungen gelöst werden, ist dies ohne weitere Hilfsmittel nahezu unmöglich. Die Windsogsicherung mit Schnappkralle löst dieses Problem durch einen zusätzlichen Mechanismus zur Anhebung der Dachpfanne. Dafür wird eine Zugstange mit Zugöse unter der Dachpfanne am vorderen Ende gezogen, die diesmal einen Ziehkeil zwischen Dachpfanne und Dachlatte betätigt, um die Dachpfanne anzuheben.

Eine weitere erfindungsgemäße Verbesserung bzw. Alternative besteht darin, eine weitere Zugstange mit Zugöse am vorderen Ende der Dachpfanne zu betätigen, um die Verbindung zwischen den Dachpfannen durch Betätigung eines Aus- werfers zu lösen (um einen Pater aus einer Mater auszuwerfen). Dies macht ein Aushebewerkzeug entbehrlich.

Die drei beschriebenen Zugösen befinden sich alle unterhalb der Dachpfanne am unteren Ende. Die Zugösen stehen senkrecht stehen und würden aus der Unter- seite der Dachpfanne„ausfedern" sobald man diese vorne anhebt. Vorteilhafterweise ist dabei eine Öse leicht versetzt von der Mitte der Dachpfanne (Mitte der Vorderseite) angeordnet und löst die Verbindung aus. Diese Position ist vorteilhaft, weil die Verbindung genau in der Mitte der Dachpfanne liegt angeordnet ist. Einige Zentimeter versetzt dazu, beispielsweise etwa 3 cm links davon ist erfin- dungsgemäß die Zugöse für die Schnappkralle der Windsogsicherung positioniert. Diese Position ist vorteilhaft, weil die klassische Windsogsicherung immer an der linken Dachpfannenseite vorgesehen ist. Auf der anderen Seite, einige Zentimeter rechts von der Mitte, vorzugsweise ebenfalls 3 cm rechts von der Mitte, ist vorzugsweise Zugöse für den Ziehkeil angeordnet, die der Anhebung der Dach- pfanne dient.

Erfindungsgemäß ist auch eine Zusammenlegung der Zugösen für die Schnappkralle und den Dachpfannen-Heber denkbar. Dabei wäre die Abfolge der Art, dass in der ersten Hälfte des Zugweges die Schnappfalle zurückgezogen wird und in der zweiten Hälfte des Zugweges der Ziehkeil zum Heben der Pfanne betätigt wird . Vorzugsweise ist ein Federelement vorgesehen, über das der Zug auf der Schnappkralle erhalten bleibt, damit diese beim Heben nicht zurück schnappt.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Diese zei- gen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das die Erfindung aber nicht auf die gezeigten Merkmale beschränken soll. Es zeigen :

Figur 1 : Eine erfindungsgemäße Solarthermiedachpfanne in Explosivdarstellung, einen Abschnitt eines Daches, das mit erfindungsgemäßen Solarthermiedachpfannen gedeckt ist, eine Reihe verlegter Solarthermiedachpfannen im Querschnitt, eine Ausschnittsvergrößerung aus Figur 3, eine wasserführende Einheit der Solarthermiedachpfanne im Längsschnitt, eine erfindungsgemäße Solarthermiedachpfanne im Längsschnitt, mit ausgezogenem Verbindungselement eine erfindungsgemäße Solarthermiedachpfanne in Draufsicht, zwei Verbindungselemente zweier Solarthermiedachpfannen in zusammengefügtem Zustand,

Figur 9 : einen Lösevorgangs der Verbindung aus Figur 8 mit Hilfe eines

Werkzeugs,

Figur 10 : eine stark vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zur Gewinnung thermischer Energie, Figur 11 : eine Anbindung von Solarthermiedachpfannen an eine

Speiserleitung, Figur 12: eine Anbindung der Solarthermiedachpfannen an eine Sammelleitung,

Figur 13 : ein Fallrohr mit Verbindungsleitungen im Querschnitt.

Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausführung einer erfindungsgemäßen Solarthermiedachpfanne 20 in einer Explosivdarstellung. Prinzipiell ist die Solarthermiedachpfanne 20 in Sandwichbauweise ausgeführt. Ausgehend von einer Basispfanne 22, die eine Unterseite einer Solarthermiedachpfanne 20 aus- bildet und auf eine Dachtragekonstruktion 24 (vgl. auch Figur 10) aufgelegt wird, folgt ein Absorber 26 und vorzugsweise eine durchsichtige oder transluszente Abdeckung 28. Erkennbar ist, dass der Absorber 26 aus einem oberen Absorberelement 30 und einem unteren Absorberelement 32 gebildet ist. Die Abdeckung 28 weist in etwa die gleiche Form wie das obere Absorberelement 30 auf und deckt dieses somit vollständig ab. Das untere Absorberelement 32 wird von einer nichtgezeigten Flüssigkeit durchströmt. Dazu ist es mit einer Zulaufleitung 34 und einer Ablaufleitung 36 verbunden. An die Zulaufleitung 34 schließt sich ein erstes Verbindungselement 38 und an die Ablaufleitung ein zwei- tes Verbindungselement 40 an. Die beiden Verbindungselemente 38, 40 können jeweils mit einem korrespondierenden Verbindungselement 38, 40 einer benachbarten Solarthermiedachpfanne 20 verbunden werden.

Weiterhin ist ein Rahmen 42 gezeigt, der etwa die Abmessungen der Basispfanne 22 aufweist und zur Aufnahme des Absorbers 26 dient. Außerdem liegt die Abdeckung 28 im gezeigten Ausführungsbeispiel auf dem Rahmen 42 auf und ist mit diesem verbunden.

Nicht erkennbar ist in Figur 1, dass das zweite Verbindungselement 40 in einer Längsnut 44 der Basispfanne 22 geführt ist. Dies erleichtert die Montage der Solarthermiedachpfanne 20 durch ein definiertes Ausziehen des zweiten Verbindungselements 40 deutlich. Die Längsnut 44 verhindert weiterhin ein Verdrehen des zweiten Verbindungselements 40. Schließlich ist wesentlich, dass die Ablaufleitung 36, die zwischen dem unteren Absorberelement 32 und dem zweiten Verbindungselement 40 anaeordnet ist. längenveränderlich ausgeführt ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist diese als Trompetenrohr ausgeführt, das aus zwei ineinander verschiebbaren Rohrabschnitten unterschiedlichen Durchmessers gebildet ist. Aus den Figuren 2 bis 4 wird die Verlegung erfindungsgemäßer Solarthermiedachpfannen 20 auf einem Dach bzw. einer Dachtragekonstruktion 24 deutlich. Figur 2 zeigt einen Bereich eines Daches in Draufsicht, Figur 3 einen Längsschnitt durch eine Reihe Solarthermiedachpfannen 20 und Figur 4 eine vergrößerte Ansicht des Bereichs B aus Figur 3.

Erkennbar ist, dass sich die miteinander verbundenen Solarthermiedachpfannen 20 bereichsweise überdecken, wie dies auch bei einer üblichen Dacheindeckung mit normalen Dachziegeln der Fall ist. Sie liegen dabei mit ihrer Unterseite, also der Unterseite der Basispfanne 22 auf der Dachtragekonstruktion 24 auf. Insbe- sondere Fig. 4 zeigt, dass jeweils benachbarte, insbesondere übereinander angeordnete Solarthermiedachpfannen 20 über die Verbindungselemente 38, 40 miteinander verbunden sind. Durchströmende Flüssigkeit wird somit von einer Solarthermiedachpfanne 20 durch die Zulaufleitung 34, die beiden Verbindungselemente 38, 40 den Absorber 26 und die Ablaufleitung 36 zur nächsten Solarthermiedachpfanne 20 weitergeleitet.

Figur 5 verdeutlicht den Aufbau der erfindungsgemäßen Solarthermiedachpfanne 20. Erkennbar ist, dass sich an das erste Verbindungselement 38 die Zulaufleitung 34 anschließt und zum unteren Absorberelement 32 führt. Nachdem die Flüssigkeit das untere Absorberelement 32 durchströmt und sich dabei entsprechend aufgewärmt hat, gelangt sie durch die Ablaufleitung 36 zum zweiten Verbindungselement 40.

Für die Verlegung der Solarthermiedachpfannen 20 ist weiterhin von Vorteil, dass der Absorber 26, insbesondere das obere Absorberelement 30 und auch die Abdeckung 28 das erste Verbindungselement 38 nicht vollflächig abdecken, sodass dieses beim Eindecken des Daches leicht zugänglich bleibt. Das erste Verbindungselement 38 wird letztendlich erst von der verlegten benachbarten Solarthermiedachpfanne 20 überdeckt und ist dadurch im montierten Zustand nicht mehr einsehbar. Figur 6 zeigt einen Längsschnitt einer Solarthermiedachpfanne 20 mit ausgezogenem zweiten Verbindungselement 40. Die Ablaufleitung 36, im gezeigten Ausführungsbeispiel, ausgeführt als Trompetenrohr, ist längenveränderlich ausgeführt, sodass das zweite Verbindungselement 40 über die Außenabmessungen der Solarthermiedachpfanne 20 herausgezogen werden kann . Es steht dann seitlich gegenüber der entsprechenden Kante oder Seite der Solarthermiedachpfanne 20 vor und kann problemlos mit einem benachbarten ersten Verbindungselement 38 verbunden werden. Figur 7 verdeutlicht durch eine Darstellung der Solarthermiedachpfanne 20 in Draufsicht, dass im Grundzustand keine Elemente über die Außenabmessungen der Solarthermiedachpfanne 20 vorstehen. Die Außenabmessungen werden durch die beiden Querseiten 80 und die beiden Längsseiten 82 bestimmt. Ebenfalls erkennbar ist, dass eine Aufnahmeöffnung 46 des ersten Verbindungsele- ments 38 im Grundzustand nicht durch den Absorber 26 oder die Abdeckung 28 abgedeckt, sondern nach oben, also in die von der Basispfanne 22 wegweisende Richtung, geöffnet ist. Die Aufnahmeöffnung 46 ist im Wesentlich T-förmig ausgeführt. Die Figuren 8 und 9 verdeutlichen die vorteilhafte Verbindung zweier Solarthermiedachpfannen 20 über die beiden Verbindungselemente 38, 40. Die beiden Verbindungselemente 38, 40 sind im Längsschnitt gezeigt, wobei die Ablaufleitung 36 nicht gezeichnet ist. Erkennbar ist die Aufnahmeöffnung 46 (oder auch Aufnahmevertiefung), in die das zweite Verbindungselement 40 einführbar ist. Die T-Form bewirkt, das die Verbindung in im Wesentlichen horizontaler Richtung, also in Auszugrichtung des zweiten Verbindungselements 40 gesichert ist, sich die beiden Verbindungselemente 38, 40 also nicht voneinander lösen können. Zusätzlich sind als Einrastelemente federbelastete Stifte 48 erkennbar. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Stifte 48 vorgesehen, die jeweils parallel ausgerichtet neben der Ablaufleitung 36 angeordnet sind.

Ein Federelement 50 treibt den jeweiligen Stift 48 in Richtung einer Aufnahme 52, die im zweiten Verbindungselement 40 angeordnet ist. Dadurch ergibt sich eine Rast- oder Klickverbindung, die auch in im Wesentlichen vertikaler Richtuna . also quer zur Auszugsrichtung des zweiten Verbindungselements 40 sichert. Die Stifte 48 weisen dabei jeweils ein konisch ausgeformtes freies Ende auf, dessen Durchmesser derart bemessen ist, das die Stifte 48 nicht vollständig in die jeweilige Aufnahme 52 eingeführt werden. Dadurch wird erreicht, dass die Federkraft des Federelements 50 gegen eine entsprechende Kante der jeweiligen Aufnahme 52 wirkt und somit das zweite Verbindungselement 40 gegen eine gegenüberliegende Öffnung der Zulaufleitung 34 drückt. Die Öffnungen der Ablaufleitung 36 und der Zulaufleitung 34 liegen dort aneinander an. Der Druck des Federelementes 50 führt dazu, dass eine dichte Verbindung zwischen den beiden Verbin- dungselemente 38, 40 gewährleistet ist.

Figur 9 zeigt weiterhin, dass sich in zusammengesetzten Zustand der beiden Verbindungselemente 38, 40 eine Zugangsöffnung 54 für ein Werkzeug 56 ergibt. In diese Zugangsöffnung 54 ist ein winklig geformtes Werkzeug 56 ein- führbar, über das die beiden Stifte 48 gegen die Federkraft des Federelementes 50 zurückdrückt werden können, was ein Lösen der beiden Verbindungselemente 38, 40 voneinander ermöglicht.

Aus Figur 10 wird deutlich, wie ein System aufgebaut ist, das erfindungsgemäße Solarthermiedachpfannen 20 nutzt. Über eine Kaltwasserleitung 58 wird den Solarthermiedachpfannen 20 relativ kalte Flüssigkeit zugeleitet. Diese erwärmt sich beim Durchströmen der miteinander verbunden Solarthermiedachpfannen 20 und wird über eine Heißwasserleitung 60 zu einem Wärmetauscher 62 oder alternativ zu einer direkten Nutzung zurückgeführt. Die beiden Verbindungslei- tungen, also die Kaltwasserleitung 58 und die Heißwasserleitung 60 verbinden die Solarthermiedachpfannen 20 mit einem Nutzungssystem, beispielsweise einem Wassersystem eines Hauses.

Figur 11 verdeutlicht die Zuführung der relativ kalten Flüssigkeit über eine Speiserleitung 64 zu den Solarthermiedachpfannen 20. Die Speiserleitung 64 ist vorzugsweise im Bereich einer Traufbohle des Daches angeordnet. Eine Reihe von Solarthermiedachpfanne 20, die im Randbereich einer Fläche von erfindungsgemäßen Solarthermiedachpfannen 20 angeordnet sind, bei einem Dach vorzugsweise untere Reihe, ist über eine Speiserzuführleitung 66 an die Speiserleitung 64 angebunden. Die Speiserzuführleitung 66 verbindet die Speiserleitung 64 mit jeweils dem ersten Verbindungselement 38 einer Solarthermiedachpfanne 20.

Figur 12 zeigt die Anbindung der Solarthermiedachpfannen 20 der obersten Rei- he an eine Sammelleitung 68. Eine Sammelzuführleitung 70 erstreckt sich vom zweiten Verbindungselement 38 in die Sammelleitung 68 hinein und speist diese mit erwärmter Flüssigkeit.

Figur 13 verdeutlicht eine vorteilhafte Verlegung der Verbindungsleitungen, näm- lieh der Kaltwasserleitung 58 und der Heißwasserleitung 60 streckenweise innerhalb eines Fallrohrs 72. Für diesen Fall ist das Fallrohr 72 vorzugsweise durch eine Trennwand 74 in zwei Kammern unterteilt, wobei eine erste Kammer 76 der Ableitung von Regenwasser dient, eine zweite Kammer 78 der Aufnahme der beiden Verbindungsleitungen 58, 60. Diese Art der Verlegung ist zum Einen kos- tengünstig und schnell durchführbar, zum Anderen wird das äußere Erscheinungsbild des Hauses nicht negativ beeinflusst.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch weitere mögliche Ausführungsformen. Insbe- sondere können anstelle der Ablaufleitung 36 die Zulaufleitung 34 oder auch beide Leitungen 34, 36 längenveränderlich ausgeführt sein. Denkbar ist auch, dass anstelle der Basispfanne 22 der Absorber 26 unmittelbar der Befestigung auf der Dachkonstruktion 24 dient, die Basispfanne 22 also eingespart werden kann.

Claims

Patentansprüche

1. Solarthermiedachpfanne (20) zur Gewinnung thermischer Energie aus Sonnenstrahlung, deren Form im Wesentlichen der Form einer herkömmlichen Dachpfanne entspricht, aufweisend einen von einem Medium durchströmten Absorber (26) mit einer Zulaufleitung (34) und einer Ablaufleitung (36), der auf einer Basispfanne (22), die der Befestigung der Solarthermiedachpfanne (20) auf einem Dach dient, angeordnet ist, wobei

- die Zulaufleitung (34) an ihrem freien Ende ein erstes Verbindungelement (38) aufweist,

- die Ablaufleitung (36) ausgeführt ist und an ihrem freien Ende ein zweites Verbindungselement (40) aufweist,

- zumindest eine der beiden Leitungen (34, 36) längenveränderlich ausgeführt ist,

- die beiden Verbindungselemente (38, 40) miteinander verbindbar sind,

- in einem Grundzustand beide Verbindungselemente (38, 40) innerhalb äußerer Abmessungen der Solarthermiedachpfanne (20) angeordnet sind,

- in einem Montagezustand zumindest eines der beiden Verbindungselement (38, 40) über die äußeren Abmessungen der Solarthermiedachpfanne (20) herausziehbar ist, so dass es mit einem korrespondierenden Verbindungselement (38, 40) einer benachbarten Solarthermiedachpfanne (20) verbindbar ist.

2. Solarthermiedachpfanne (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufleitung (36) längenveränderlich ausgeführt ist.

3. Solarthermiedachpfanne (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungselement (38) und die Zulaufleitung (34) ortsfest innerhalb der Solarthermiedachpfanne (20) angeordnet sind .

4. Solarthermiedachpfanne (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die beiden Verbindungselemente (38, 40) derart ausgebildet sind, dass sie eine Rastverbindung ausbilden.

5. Solarthermiedachpfanne (20) nach einem Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungselement (38) eine nach oben geöffnete, in horizontaler Ebene T-förmige Aufnahmeöffnung (46) zur Aufnahme des ebenfalls T-förmig ausgebildeten zweiten Verbindungselements (40) aufweist.

6. Solarthermiedachpfanne (20) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Verbindungselement (40) zumindest eine Aufnahme (52) aufweist, in die ein im ersten Verbindungselement (38) angeordnetes Einrastelement einrastbar ist.

7. Solarthermiedachpfanne (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einrastelement als federbelasteter Stift (48) ausgeführt ist, wobei die Aufnahme (52) und der Stift (48) im Wesentlichen in horizontaler Richtung ausgerichtet sind.

8. Solarthermiedachpfanne (20) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des Stiftes (48) derart konisch zulaufend ausgeführt ist, dass dieser eine die Aufnahme (52) begrenzende Kante kontaktiert.

9. Solarthermiedachpfanne (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verbindungselemente (38, 40) in zusammengesetzten Zustand der beiden Verbindungselemente (38, 40) eine Zugangsöffnung (54) für ein Werkzeug (56) ausbilden, über das der Stift (48) zurückgedrückt werden kann, was ein Lösen der beiden Verbindungselemente (38, 40) voneinander ermöglicht.

10. Solarthermiesystem zur Gewinnung thermischer Energie aus Sonnenstrahlung, aufweisend miteinander verbundene Solarthermiedachpfannen (20) gemäß der Ansprüche 1 bis 8, die über eine Kaltwasserleitung (58) und eine Heißwasserleitung (60) an ein Nutzungssystem angebunden sind .

11. Solarthermiesystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass

- Solarthermiedachpfannen (20) im Randbereich einer Fläche von erfindungsgemäßen Solarthermiedachpfannen (20) jeweils über eine Speiserzuführleitung (66) an eine Speiserleitung (64) angebunden sind, die mit der Kaltwasserleitung (58) verbunden ist, - Solarthermiedachpfannen (20) im gegenüberliegenden Randbereich der Fläche jeweils über eine Sammelzuführleitung (70) an eine Sammelleitung (68) angebunden sind, die mit der Heißwasserleitung (60) verbunden ist.

12. Solarthermiesystem nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaltwasserleitung (58) und die Heißwasserleitung (60) streckenweise in einem Fallrohr (72) angeordnet sind .