DE2611108A1

DE2611108A1 - Sonnenwaermekollektor

Info

Publication number: DE2611108A1
Application number: DE19762611108
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Hahn; Walter Heidler
Original assignee: Interglas & Co KG GmbH
Current assignee: Interglas & Co KG GmbH
Priority date: 1976-03-16
Filing date: 1976-03-16
Publication date: 1977-09-29
Also published as: CH622338A5; DE2611108C2; NL7702747A

Description

Sonnenwärmekol lektor
Die Erfindung bezieht sich auf einen flachen Sonnenwärmekollektor mit einem WasSerleitungssystem, einer der Sonne zugewandten, mit Abstand vom Wasserleitungssystem angeordneten Glasabdeckung und einer der Sonne abgewandten Wärmeisolationsschicht.
Die bekannten Sonnenwärmekollektoren, die den vorstehend erläuterten Aufbau aufweisen, verwenden als Wasserleitungssystem ein Rohrsystem oder heizkörperahnliche Gebilde, welch letztere aus Metall bestehen. Auch die Rchrleitungssysteme baut raan üblicherweise aus Metall auf. Diese Wasserleitungssysteme stellen den wesentlichen Konstruktionsaufwand bei derartigen Sonnenwärmekollektoren dar.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Sonnenwärmekollektor zu schaffen, bei dem sich ein einfach aufgebautes Wasserleitungssystem organisch in die Gesamtkonstruktion einfügen läßt.
Erfindungsgemäß geschieht dies durch einen Aufbau mit mindestens drei jeweils mit Abstand voneinander angeordneten Glasplatten, von denen die beiden der Sonne abgewandten Platten randseitig wasserdicht abgeschlossen, mit einem Zulauf und einem Ablauf versehen sind und das T7asserleitungssystem bilden, wobei die .unsere dieser beiden Platten an ihrer Außenfläche mit einer Schicht schwarzen Absorptionsmaterials versehen ist und die innere der beiden Platten zusammen mit der folgenden Glasplatte ein Mehrscheibenisolierglas bildet.
Der Aufbau aus mindestens drei Glasplatten erleichtert zunächst die Montage in der Fabrik, da grundsätzlich die gleichen Bauteile miteinander zu verbinden sind. Solche randseitigen Verbindungen von Glasplatten stehen in technisch ausgereifter Form zur Verfügung. Die als Wasserleitungssystem verwendeten Glasplatten erbringen darüber hinaus den wesentlichen Vorteil, daß sie keinerlei Korrosion unterliegen. Weiterhin wird bei dem durch die Glasplatten gebildeten Wasserleitungssystem praktisch deren gesamte Fläche für die Aufnahme des Wassers ausgenutzt, so daß sich ein besonders guter Wärmeübergang zu dem Wasser ergibt. Dabei wird auch die von der Schicht schwarzen Absorptionsmaterials aufgenommene Wärme über die gesamte Fläche der betreffenden Platte übernommen, wodurch sich über die gesamte Platte ein relativ kurzer Wärmetransportweg von der Schicht zum Wasser ergibt. In der Kombination stellen das dé Abdeckung dienende Mehrscheibenisolierglas und die das Wasserleitungssystem bildenden Glasplatten eine organische Zusammenfassung zweier konstruktiv weitgehend gleichartiger Bauelemente dar, wobei sich noch in besonders vorteilhafter Weise die mittlere der drei Glasplatten als Bestandteil des Mehrscheibenisoliergiases und des Wasser leitungssystems doppelt ausnutzen läßt.
Bei Verwendung von besonders großen Platten kann es zweckmäßig sein, zwischen den das Wasserleitungssystem bildenden Platten Verbindungsstege zur Erhaltung eines gleichmäßigen Abstandes der beiden Platten anzuordnen. Diese Verbindungsstege verlaufen zweckmäßig in Längsrichtung der Wasserströmung. Man kann sie einstückig zusammen mit den betreffenden beiden Platten ausformen. Es ist aber auch möglich, die Verbindungsstege einzukleben.
Den Zulauf und den Ablauf kann man eo anordnen, daß er den zwischen den betreffenden Platten liegenden Abstandhalter oder die äußere Platte dichtend durchsetzt. Dabei ist es auch möglich, den Zulauf durch den Abstandhalter und den Ablauf durch die betreffende Platte bzw. umgekehrt verlaufen zu lassen.
Die gesamte Plattenanordnung läßt sich vorteilhaft in eine mit Wärmeisolierstoff angefüllte Wanne einsetzen, womit sich ein komplettes Bauelement ergibt das als Ganzes am Ort der Aufstellung angebracht werden kann. Dabei setzt man die äußerste, der Abdeckung dienende Glasplatte zweckmäßig so ein, daß diese im wesentlichen mit dem Rand der wanne abschließt und in diese eingeklebt ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt. Es zeigen.
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Wanne mit einer Plattenanordnung, Fig. 2 einen Schnitt durch die das Wasserleitungssystem bildenden Glasplatten senkrecht zu den die beiden Platten verbindenden Verbindungsstegen, Fig. 3 eine Abwandlung der Ausf«hrungsftrm gemäß Fig. 1 mit eine Glasplatte durchsetzendem Zu- und Ablauf.
Der in der Fig. 1 dargestellte Sonnenwarmekollektor besteht aus der Wanne 1, die mit einem Wärmeisolierstoff 2 angefüllt ist, der z.B. aus einem Schaumstoff besteht. An dem Rand 3 der Wanne 1 ist als äußerste Abdeckung die Glasplatte 4 angesetzt, die mittels des Klebstoffstranges 5 mit dem Rand 3 dicht verbunden ist. Die Glasplatte4 deckt somit die wanne 1 insgesamt ab. Unterhalb der Glasplatte 2 ist als weitere Abdeckung die Glasplatte 6 angebracht, die in bekannter Weise über den Abstandhalter 7 mit der Glasplatte 4 verbunden ist. An der Außenseite des Abstandhalters 7 ist zwischen die Glasplatten 4 und 6 eine Dichtungsmasse 8 eingefüllt. Die beiden Glasscheiben 4 und 6 wirken somit wie ein bekanntes Mehrscheibenisolierglas. Unterhalb der der Abdeckung dienenden Glasplatte 6 ist eine weitere Glasplatte 9 angebracht, die ebenfalls über einen Abstandhalter lo mit der Glasplatte 6 verbunden ist, wobei auch hier eine Dichtungsmasse zwischen die Glasscheiben G und 9 eingefüllt ist. Damit wirken die beiden Glasscheiben 6 und 9 ebenfalls wie ein bekanntes Mehrscheibenisolierglas.
Die Glasscheibe 9 bildet zusammen mit der darunter angeordneten Glasscheibe 12 das wasserleitungssystem. Randseitig sind die Glasscheiben 9 und 12 mit einem Abstandhalter 13 versehen, wobei außerhalb des Abstandhalters 13 zwischen den Glasscheiben 9 und 12 die Dichtungsmasse 14 eingefügt ist.
Die-Dichtungsmasse 14 und der Abstandhalter 13 werden durch das Rohr 15 durchsetzt, das hier als Wasserzulauf dient.
Gemäß der eingezeichneten Pfeilrichtung strömt das Wasser durch das Rohr 15 in den Innenrauml6 zwischen den Glasplatten 9 und 12. Aus Gründen der Warmeisolation ist das Rohr 15 mit dem Isolationsrohr 17 versehen. Das Rohr 15 und das Isolationsrohr 17 durchsetzen das Isolationsmaterial 2 und die Wand der Wanne 1, so daß außerhalb der Wanne 1 ein Anschluß an das Rohr 15 ohne weiteres möglich ist.
In gleicher Jeise besitzt das durch die beiden Glasplatten 9 und 12 gebildete Wasserleitungssystem noch einen hier nicht dargestellten Ablauf, der konstruktiv dem vorstehend beschriebenen Zulauf entspricht.
An der Unterseite der Glasplatte 12 ist auf diese eine Schicht aus schwarem Absorptionsmaterial 18 aufgetragen.
Hierbei kann es sich um eine Farbe, eine geschwärzte Folie oder auch um eine schwarze Glasplatte handeln. Das Absorptionsmaterial 18 nimmt die von außen durch die Glasplatten 4, 6, 9 und 12 dringende Sonnenenergie auf, absorbiert diese, wobei es sich entsprechend erwärmt. Die entstehende Wärme kann über das Isolationsmaterial 2 nicht weitergegeben werden, sie tritt jedoch in die Glasplatte 12 über und erwärmt diese, die ihrerseits die ihr zugeführte Wärme an das im Innenraum 16 zwischen den Glasplatten 9 und 12 strömende Wasser abgibt.
thermische Eine sich dabei ergebende/Strahlung des Absorptionsmaterials muß in jedem Falle durch das Wasser hindurch und wird hier absorbiert, wobei sich als besonderer Vorteil bemerkbar macht, daß diese Strahlung vollständig von dem die Glasplatte 12 überdeckenden Wasser aufgefangen wird.
Auf diese Weise ergibt sich eine Ausnutzung der Sonnenenergie hohen Wirkungsgrades. Eine Wärmeabgabe nach außen durch Kontaktwärme wird durch den Effekt der beiden Glasplatten 6 und 4 unterbunden, die zusammen mit der Glasplatte 9 praktisch wie zwei hintereinander liegende Mehrscheibenisoliergläser wirken. Die dem Wasser zugeführte Wärmeenergie kann von diesem also nur durch die Wasserströmung abgeführt werden, wodurch niärmeverluste weitgehend vermieden sind.
Bei großen Flächen kann es erforderlich sein, die Glasplatten 9 und 12 zu versteifen, damit diese nicht durch den Druck des Wassers ausgebeult werden. Wie bereits oben erwähnt, kann man hierzu Verbindungsstege zwischen die Glasplatten 9 und 12 einfügen, die dann zweckmäßig in Längsrichtung der Wasserströme liegen. In Fig. 2 ist in einer Schnittzeichnung ein Aufbau dargestellt, bei dem die beiden Glasplatten 9 und 12 mit derartigen Verbindungsstegen 19 einstückig ausgeformt werden. Die Verbindungsstege 19 bestehen aus dem gleichen Material wie die Glasplatten 9 und 12 und gehen in diese über. Derartige Glasplatten mit Verbindungsstegen kann man im Strang pressen. Die Stege 19 könnten aber auch zwischen die Glasplatten 9 und 12 eingeklebt sein, wobei es auch möglich ist, abschnittsweise kurze Verbindungsstege vorzusehen.
In der Fig. 3 ist ein Sonnenwärmekollektor dargestellt, der weitgehend demjenigen gemäß ig. 1 entspricht. Die Anordnung gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 1 nur dadurch, daß hier der Zulauf bzw. Ablauf durch die Glasplatte 32 geführt ist Ein solcher Aufbau eignet sich vor allem für Wasserleitungssysteme, bei denen der Abstand zwischen den Glasplatten 9 und 12 nur gering ist. Bei solchen Systemen ergibt ich dann eine sehr schnelle Erwärmung des durchgeleiteten Wassers. Die Glasplatte 12 wird hier von uns winklig eingeführten Rohr 20 durchsetzt. Es ist dann ähnlich wie das Rohr 15 gemäß Fig. 1 durch die Wand der Wanne 1 nach außen geführt. Im Bereich seiner Durchführung durch die Glasplatte 12 ist das Rohr So mit einer Klebezone 21 umgeben, die für die Abdichtung zwischen Glasplatte 12 und Rohr 20 sorgt. Ein entsprechend aufgebauter Zulauf bzw. Ablauf ist, hier nicht dargestellt¢ auf der anderen Seite der Glasplatte 12 vorgesehen.
In der vorstehenden Beschreibung wird die Bezeichnung Glasplatte in dem Sinne verwendet, daß hierunter jedes steife durchsichtige Material fällt, also beispielsweise auch ein durchsichtiger Kunststoff.
Bei der in den Figuren 1 und 3 dargestellten Anordnung kann man auch mit drei Glasplatten auskommen, wobei in diesem Falle die Glasplatte 6 die äußerste, der Sonne zugewandte Glasplatte wäre und dann mit dem Rand 3 der Wanne 1 verklebt sein würde. Bei der Verwendung von vier Glasplatten, wie in den Figuren 1 und 3 dargestellt, ergibt sich der Vorteil einer besseren Wärmeisolierung nach außen hin, wodurch sich der Wirkungsgrad der gesamten Anordnung entsprechend erhöht.
Insbesondere bei Verwendung von Kunststoff für die Glasplatten und die Wanne ergibt sich ein besonders leichtes Bauelement, das sich aufgrund seiner Leichtigkeit ohne Schwierigkeiten in vorhandene Dachkonstruktionen einbauen läßt. Gegenüber den bisher Metallbestandteile enthaltenden Sonnenwännekollektoren ergibt sich damit ein entscheidender Vorteil.

Claims

AnsprUche ( 1 Flacher Sonnenwärmekollektor mit einem Wasserleitungssystem, einer der Sonne zugewandten, mit Abstand vom Wasserleitungssystem angeordneten Glasabdeckung und einer der Sonne abgewandten Wärmeisolationsschicht, gekennzeichnet durch mindestens drei jeweils mit Abstand voneinander angeordneten Glasplatten (4, 6, 9, 12), von denen die beiden der Sonne abgewandten Platten (9, 12) randseitig wasserdicht abgeschlossen, mit einem Zulauf (15) versehen sind und das Wasserleitungssystem bilden, wobei die äußere dieser beiden Platten (12) an ihrer Außenfläche mit einer Schicht schwarzen Absorptionsmaterials (18) versehen ist und die innere der beiden Platten (9) zusammen mit der folgenden Glasplatte (6) ein flehrscheibenisolierglas bildet.
2. Sonnenwärmekollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den das Wasserleitungssystem bildenden Platten (9, 12) Verbindungsstege (19) zur Erhaltung eines gleichmäßigen Abstandes der beiden Platten (9, 12) angeordnet sind.
3. Sonnenwärmekollektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstege in Längsrichtung der Wasserströme verlaufen.
4. Sonnenwärmekollektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstege (19) einstückig zusammen mit den betreffenden beiden Platten (9, 12) ausgeformt sind.
5. Sonnenwärmekollektor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstege eingeklebt sind.
6. Sonnenwärmekollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Zulauf (15) und/oder Ablauf einen zwischen den betreffenden Platten (9, 12) liegenden Abstandhalter (13) dichtend durchsetzt.
7. Sonnenwärmekollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Zulauf (20) und/oder Ablauf die äußere Glasplatte (12) dichtend durchsetzt.
8. Sonnenwärmekollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenanordnung in eine mit wärmeisolierstoff (2) angefüllte Wanne (1) eingesetzt ist.
9. Sonnenwärmekollektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußerste der Abdeckung dienende Glasplatte (4) im wesentlichen mit dem Rand der Wanne (1) abschließt und in diese eingeklebt ist.