DE2807487A1 - Solar collector formed as hollow roof tile - with transparent upper and black lower walls of glass or plastics - Google Patents

Solar collector formed as hollow roof tile - with transparent upper and black lower walls of glass or plastics

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DE2807487A1 DE19782807487 DE2807487A DE2807487A1 DE 2807487 A1 DE2807487 A1 DE 2807487A1 DE 19782807487 DE19782807487 DE 19782807487 DE 2807487 A DE2807487 A DE 2807487A DE 2807487 A1 DE2807487 A1 DE 2807487A1
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Abstract

Roof tile solar collector is compatible with any commercially available types of tiles and has the same form and dimensions as these tiles but is hollow. A heat transfer medium through the hollow cavity and this cavity differs from the cavities of previous types of solar collector. The collector is pref. made of a single type of material, either entirely glass or entirely plastics. More specifically, the lower parts is of black plastics or black glass and the upper part of transparent plastics or glass fused to the lower part. The lower part is pref. furnished with a large number of tapering projections extending into the inside of the chamber to improve heat transfer area.

Description

Hohler Dachziegelkollektor aus Glas oder Kunststoff Hollow roof tile collector made of glass or plastic

Beschreibung Die Neuerung bezieht sich auf Herstellung und Verwendung von Sonnenkollektoren in Form von handelsüblichen Dachziegel-Formaten und Formen nach Dachziegel-Normen.Description The innovation relates to production and use of solar collectors in the form of commercially available roof tile formats and shapes according to roof tile standards.

Es gibt bereits Sonnenkollektoren ähnlicher Art auf dem Markt. Jedoch die von uns entwickelten Dachziegelkollektoren unterschei.den sich in ihrem technischen Aufbau grundsätzlich von ihnen; denn unsere Dachziegelkollektoren sind hohle aus Glas oder Kunststoff gefertigte Dachziegel mit einem Ein- und einem Auslauf-Schlauchschnell-Anschluß.There are already solar panels of a similar type on the market. However the roof tile collectors developed by us differ in their technical Build up basically from them; because our roof tile collectors are hollow Glass or plastic made roof tiles with an inlet and an outlet hose quick connection.

Die Dachziegelkollektoren werden vom Medium direkt durchströmt und durch jeweils zwei Schlauchschnellverschlüsse über einen Schlauch miteinander verbunden.The medium flows directly through the roof tile collectors and connected to each other by two hose quick-release fasteners.

Durch Zusammensetzen der Dachziegelkollektoren können beliebig große Flächeneinheiten erzielt werden.By assembling the roof tile collectors you can create any size Area units are achieved.

Die flexible Verbindung und die mit den herkömmlichen Dachziegeln kompatible Form der Dachziegelkollektoren ermöglicht einen komplikationslosen nachträglichen Einbau durch einfaches Austauschen der Dachziegelkollektoren mit herkömmlichen Dachziegeln der entsprechenden Form.The flexible connection and the one with conventional roof tiles Compatible shape of the roof tile collectors enables a subsequent effortless Installation by simply exchanging the roof tile collectors with conventional roof tiles the corresponding shape.

Das Problem der ästhetischen Einfügung in den örtlichen und baulichen Belangen ist somit auch den behörtlichen Bestimmungen gegenüber gelöst, da jede nach unserem Verfahren gewünschte Dachziegelkollektor-Form gefertigt werden kann.The problem of aesthetic insertion in the local and structural Issues is thus also resolved with respect to the local provisions, since each the desired roof tile collector shape can be manufactured using our process.

Die Dachziegelkollektoren sind wie folgt aufgebaut: - Die Rückseite (2) besteht aus schwarzem Werkstoff, - Die Vorderseite (1) besteht aus hellem durchscheinenden Werkstoff.The roof tile collectors are constructed as follows: - The back (2) consists of black material, - The front side (1) consists of light, translucent Material.

- Die vordere Oberfläche (1) ist mit lichtsammelnden Linsen versehen, die durch ihre Oberflächenkrümmung den zur Energieaufndhme günstigen Bereich des Sonnen einfallswinkels erheblich vergrößern0 (dargestellt in der Vergrößerung Bild 3 ) - Die schwarze Außen-Rückseite (2) ist mit einem aufgedampften metallischen Hochglanzreflektor (3) beschichtet, der aufgrund seiner minimalen Absorptionseigenschaften die Wärmeabstrahlung an die Dachinnenseite stark vermindert.- The front surface (1) is provided with light collecting lenses, which, due to their surface curvature, are favorable for energy absorption Increase the angle of incidence of the sun considerably0 (shown in the enlargement picture 3) - The black outer back (2) has a vapor-deposited metallic high-gloss reflector (3), which due to its minimal absorption properties the heat radiation to the inside of the roof is greatly reduced.

- Die Oberfläche der Innenseite des Dachziegelkollektorunterteils (2) wird um ca. 700 % vergrößert durch eine Vielzahl kegelstumpfförmiger Stifte, die einmal die Umwandlung der eingefangenen Sonnenstrahlung in Wärme durch mehrfache Reflexion und Absorptionsprozesse unterstützen und zum anderen die aufgenommene Wärme durch ihre große Oberfläche optimal an das vorbeiströmende Medium wieder abgeben.- The surface of the inside of the roof tile collector base (2) is enlarged by approx. 700% through a large number of frustoconical pins, the once the conversion of the captured solar radiation into heat by multiples Support reflection and absorption processes and, on the other hand, the recorded Due to its large surface, heat is optimally transferred back to the medium flowing past.

- Die durch Schläuche miteinander verbundenen Dachziegelkollektoren werden aus entlüftungstechnischen Gründen von unten nach oben in einer Reihe zu einer Einheit zusammengeschaltet.- The roof tile collectors connected to one another by hoses are closed in a row from bottom to top for ventilation reasons interconnected to a unit.

Die so erzeugten Einheiten werden über Sammelleitungen miteinander verbunden, die das erwärmte Medium dem Verbraucher zuführen. The units created in this way are connected to one another via manifolds connected, which feed the heated medium to the consumer.

Die Dachziegelkollektoren werden nach ihrer Installation auf der Rückseite flächig mit Kunststoffschaum isoliert.The roof tile collectors are installed on the back after they have been installed Flat insulated with plastic foam.

Die Nachteile der im Handel befindlichen Sonnenkollektoren sind im Wesentlichen: a) Formgebung, ästhetische Probleme b) Fertigungsprobleme c) Montageschwierigkeiten zu a) Ein Großteil der im Handel vertriebenen Sonnenkollektoren ist von seiner Form und Größe dem Dach in seinem elementaren Aufbau durch herkömmliche Ziegel oder Schindeln so wesensfremd, daß er im Gesamterscheinungsbild eines Hauses oder Gebäudes stark hervortritt, als Fremdkörper wirkt, den Stiel eines Hauses oder Gebäudes bricht und dessen Harmonie in sich und mit dessen Umgebung zerstört. Solche Anlagen wurden zum Teil behörtlich nicht zugelassen.The disadvantages of the commercially available solar panels are in Essentially: a) design, aesthetic problems b) manufacturing problems c) assembly difficulties to a) A large part of the solar panels sold on the market is of its shape and size the roof in its elementary construction by conventional tiles or shingles so alien that it is strong in the overall appearance of a house or building emerges, acts as a foreign body, breaks the stem of a house or building and its harmony in itself and with its surroundings is destroyed. Such plants were partly not permitted.

zu b) Die Verwendung von verschiedenartigen Werkstoffen bei Sonnenkollektoren (Blech-Kunststoff) erfordert wegen der starken Temperaturschwankungen <berücksichtigt man ein Temperaturgefälle im Jahr von maximal bis zu 150 OC) denen ein Kollektor im Einsatz unterworfen ist, ein feines Abstimmen der Werkstoffe und deren Temperaturausdehnungskoeffizienten untereinander, um Spannungen, Verwerfungen und dadurch in der Folge entstehende Risse und Undichtigkeiten zu vermeiden, weil sonst frühzeitige Ausfälle daraus resultieren.to b) The use of different materials for solar collectors (Sheet metal) requires due to the strong temperature fluctuations <considered one temperature gradient in the year of a maximum of up to 150 OC) which one collector is subject to fine tuning of the materials and their temperature expansion coefficients during use with each other, about tensions, distortions and the resulting consequences Avoid cracks and leaks, otherwise premature failures result.

zu c) Eine Reihe von Sonnenkollektoren ist wegen ihrer Größe und ihres Gewichtes schwer montierbar. Zu ihrer Installation werden entsprechende Hilfsmittel wie Hebezeuge-,-Krane, Gerüste, ja sogar spezielle nachträgliche Dachkonstruktionen und Dachverstärkungen sowie Blech und Abdichtarbeiten benötigt, verbunden mit einem erhöhten personellen Aufwand.to c) A number of solar panels are because of their size and their Weight difficult to assemble. Appropriate tools are provided for their installation such as hoists, cranes, scaffolding, even special roof constructions afterwards and roof reinforcements as well as sheet metal and sealing work required, connected with one increased personnel expenditure.

Deshalb ist ihre Reparatur beziehungsweise ein Auswechseln schwer durchführbar und zwangsläufig mit erhöhten Kosten verbunden. An eine Selbstmontage ist dabei schon gar nicht zu denken. It is therefore difficult to repair or replace them feasible and inevitably associated with increased costs. A self-assembly is certainly not to be thought of.

Unsere Dachziegelkollektoren weisen gegenüber den durch die Offenlegungsschrift 25 29 0 95 bekannten Plattenelementen folgende Vorteile auf: 1) Sie haben untereinander keine starren sondern flexible Verbindungen.Our roof tile collectors point towards those specified in the patent application 25 29 0 95 known plate elements have the following advantages: 1) They have one another no rigid but flexible connections.

2) Sie bestehen nicht aus verschiedenen Werkstoffen, wie z.B. die Oberseite aus Blech, die Unterseite aus Kunststoff, sondern aus einem einzigen Werkstoff.2) They are not made of different materials, such as the Upper side made of sheet metal, the underside made of plastic, but made of a single material.

3) Die wärmeabsorbierende Schicht ist nicht die äußere Oberfläche, sondern mit dem wärmeabführenden Medium bedeckt.3) The heat absorbing layer is not the outer surface, but covered with the heat-dissipating medium.

4) Ihre äußere Form entspricht genau den Abmessungen der Dachziegelhersteller.4) Their external shape corresponds exactly to the dimensions of the roof tile manufacturers.

zu 1) Der erste wesentliche Unterschied unserer Dachziegelkollektoren gegenüber obengenannten Plattenelementen ist die Verbindung.to 1) The first essential difference of our roof tile collectors compared to the above-mentioned plate elements is the connection.

Unsere Dachziegelkollektoren haben keine starre Steckverbindung sonder eine Schlauch-Schnellverbindung. Our roof tile collectors do not have a rigid plug connection, but rather a quick hose connection.

Die Schlauchverbindung bringt folgende wesentliche Vorteile: Auf Grund ihrer Flexibilität in der Länge sind Unregelmäßigkeiten im Lattungsabstand genauso wie bei herkömmlichen Dachziegeln ausgleichbar0 Deshalb ist sogar der nachträgliche Einbau in bereits gedeckte Dächer auch für den Laien kein Problem, Die Dachziegelkollektoren können die gleichen Fertigungstoleranzen wie Dachziegeln herkömmlicher Bauart aufweisen. Auf Grund ihrer Flexibilität in der Bevegung können die Verformungen9 Schrumpfungen und Dehnungen des Dachstuhl es und ihrer tragenden Teile bei selbst bei extremen Witterungsbedingungen ohnen Schaden überstanden werden0 Die Zuverlässigkeit im Bezug zur Dichtigkeit der einzelnen Dachziegelkollektoren ist durch die Schlauch-Schnellverbindung, im Gegensatz zu den Steckverbindungen 9 voll gewährleistet0 zu 2) Ein weiterer wesentlicher Unterschied unseres Dachziegelkollektors gegenüber dem oben erwähnten Plattenelement ist9 daß er nur aus einem Werkstoff9 entweder nur aus Glas9 oder nur aus Kunststoff gefo-rtigt wird0 Das hat folgende Vorteile: Keine unterschiedlichen Temperatur.ausdehnungskoeffizienten innerhalb eines Dachziegelkollektors und dadurch keine temperaturbedingten Materialspannungen. The hose connection has the following significant advantages: On The reason for their flexibility in length are irregularities in the spacing of the battens can be adjusted just like with conventional roof tiles0 Therefore, even the subsequent Installation in roofs that have already been covered is no problem even for laypeople, the roof tile collectors can have the same manufacturing tolerances as conventional roof tiles. Due to their flexibility in movement, the deformations9 can shrinkage and expansion of the roof structure and its load-bearing parts, even under extreme conditions Weather conditions are withstood without damage0 Reliability in terms of cover the tightness of the individual roof tile collectors is ensured by the hose quick connection, in contrast to the plug connections 9 fully guaranteed0 to 2) Another essential Difference between our roof tile collector and the plate element mentioned above is9 that it is made of only one material9 either only of glass9 or only of plastic is encouraged0 This has the following advantages: No different Coefficient of temperature expansion within a roof tile collector and thereby no temperature-related material stresses.

zu 3) Der dritte Unterschied unseres Dachziegelkollektors gegenüber dem oben genannten Plattenelement ist die Lage der absorbierenden Schicht.to 3) The third difference compared to our roof tile collector the above-mentioned plate element is the layer of the absorbent layer.

Bei dem von uns entwickelten Dachziegelkollektor befindet sich die wärmeabsorbierende Schicht im Inneren des Kollektors und wird vom Medium überströmt. In the roof tile collector developed by us there is the heat-absorbing layer inside the collector and overflowed by the medium.

Das hat folgende Vorteile: - Das Medium hat direkte Berührung mit der Oberfläche, an der die Sonnenstrahlung absorbiert wird, d.h. die schwarze Oberfläche wird direkt vom Medium gekühlt und dadurch die Eigenstrahlung der schwarzen Oberfläche reduziert. This has the following advantages: - The medium has direct contact with the surface on which solar radiation is absorbed, i.e. the black surface is cooled directly by the medium and thereby the natural radiation of the black surface reduced.

- Da sich die schwarze wärmeenergieaufnehmende Oberfläche unterhalb des Mediums befindet, wird dieses von unten nach oben erwärmt. Eine Schichtenbildung wird dadurch weitgehendst vermieden. - Because the black heat-absorbing surface is below of the medium is located, it is heated from bottom to top. A layering is thereby largely avoided.

- Die Eigenstrahlung der sshcrzen Oberfläche und die Sonnenstrahlung zur schwarzen Oberfractte müssen beide das Medium durchqueren und 3Le werden dort zusätzlich absorbiert. - The natural radiation of the hot surface and solar radiation to the black upper fracture both must cross the medium and become 3Le there additionally absorbed.

zu 4) Ein zusätzlicher Unterschied unseres Dachziegelkollektors gegenüber oben erwähnten Plattenelement betrifft die äußeren Abmessungen.to 4) An additional difference compared to our roof tile collector above-mentioned plate element relates to the external dimensions.

Unser Dachziegelkollektor hat die Außenabmessungen herkömmlicher Dachziegeln. Our roof tile collector has more conventional external dimensions Roof tiles.

Das hat folgende Vorteile: - Die Dachziegelkollektoren können ohne jedes Umdecken an die Stelle herkömmlicher Dachziegeln gesetzt werden. This has the following advantages: - The roof tile collectors can be used without each covering can be put in place of conventional roof tiles.

- Defekte Dachziegelkollektoren können, nach dem Maßnahmen zur ihrer Überbrückung getroffen worden sind, einfach durch Dachziegeln herkömmlicher Bauart gleichen Typs ersetzt werden. - Defective roof tile collectors can, after taking measures to their Bridging have been made simply by roof tiles of conventional construction of the same type.

Leerse teBlank

Claims (12)

patentansprtiche Öl Dachziegelkollektoren, dargestellt in den Zeichnungen Blatt 1 bis 3, kompatibel mit allen im Handel befindlichen Dachziegeltypen, derart, daß sie die Form und die Baumaße der üblichen Dachziegel haben, jedoch zusätzlich einen von einem Medium durchströmten Innenraum besitzen, der sich in seiner technischen Ausführung grundsätzlich von Innenräumen anderer bisher bekannter Kollektoren unterscheidet. patent-pending oil roof tile collectors, shown in the drawings Sheets 1 to 3, compatible with all commercially available roof tile types, such as that they have the shape and dimensions of the usual roof tiles, but in addition have an interior through which a medium flows, which in its technical Execution fundamentally differs from the interiors of other previously known collectors. 2) Dachziegelkollektor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Werkstoff gefertigt ist, entweder ganz aus Kunststoff oder ganz aus Glas.2) roof tile collector according to claim 1, characterized in that it is made of one material, either entirely of plastic or entirely of Glass. 3) Dachziegelkollektor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (2) aus schwarzem Kunststoff oder schwarzem Glas gefertigt ist.3) roof tile collector according to claim 1 and 2, characterized in that that the lower part (2) is made of black plastic or black glass. 4) Dachziegelkollektor nach Anspruch 1, 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (1) ans durchscheinendem Kunststoff oder Glas gefertigt ist und daß es jeweils mit seinem korrespondierendem Unterteil fest verschmolzen ist.4) roof tile collector according to claim 1, 2 and 3 characterized in that that the upper part (1) is made of translucent plastic or glass and that it is firmly fused with its corresponding lower part. 5) Dachziegelkollektor nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß sein aus schwarzem Werkstoff bestehendes Unterteil (2) auf der Innenseite zur Oberflächenvergrößerung und maximalen Wärmeumsetzung mit einer Vielzahl kegelstumpfförmiger Körper besetzt ist, die eine optimale Wärmeabgabe an das darüberliegende Medium garantieren.5) roof tile collector according to claim 1 to 4, characterized in that that its made of black material lower part (2) on the inside for Surface enlargement and maximum heat conversion occupied with a multitude of frustoconical bodies that guarantee optimal heat transfer to the medium above. 6) Dachziegelkollektor nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß er an seiner aus schwarzem Werkstoff bestehenden Unterseite (2) außen mit einer hochreflektierenden Schicht (3) bedampft ist.6) roof tile collector according to claim 1 to 5, characterized in that that it is made of black material underside (2) outside with a highly reflective layer (3) is vaporized. 7) Dachziegelkollektor nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß sein aus durchscheinendem Werkstoff bestehendes Oberteil (1) an seiner Außenfläche mit lichtsammelnden ob er flächenvergrößernden Halbkugeln versehen ist.7) roof tile collector according to claim 1 to 6, characterized in that that its made of translucent material upper part (1) on its outer surface with light-collecting whether it is provided with area-enlarging hemispheres. 8) Dachziegelkollektor nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß das Medium über einen Einlauf (7) durch die Einströmkammer (4, dargestellt in Blatt 1 und 3) in den Einströmverteiler (5, dargestellt in Blatt 3) gelangt und dort gleichmäßig im Kollektorinnenraum verteilt wird.8) roof tile collector according to claim 1 to 7, characterized in that that the medium via an inlet (7) through the inflow chamber (4, shown in Sheets 1 and 3) enters the inflow distributor (5, shown in sheet 3) and is evenly distributed there in the interior of the collector. 9) Dachziegelkollektor nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einströmöffnungen des Einströmverteilers (5) aus entlüftuggstechnischen Gründen am oberen Rand befinden.9) roof tile collector according to claim 1 to 8, characterized in that that the inflow openings of the inflow distributor (5) from ventilation technology Reasons are at the top. 10) Dachziegelkollektor nach Anspruch 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- (7) und Abführungen (8) des Mediums über Schnellschlauchverbindungen (6) mit den dazugehörigen flexiblen Schläuchen erfolgt.10) roof tile collector according to claim 1 to 9, characterized in that that the supply (7) and discharge (8) of the medium via quick hose connections (6) with the associated flexible hoses. 11) Dachziegelkollektor nach Anspruch 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß nach Verlegung einer Kollektoreinheit ihre Rückseite mit Kunstschaum flächig isoliert wird.11) roof tile collector according to claim 1 to 10, characterized in that that after laying a collector unit, its back is flat with synthetic foam is isolated. 12) Dachziegelkollektor nach Anspruch 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß seine durchschimmernde Vorderseite (1) zur farblichen Abstimmung an die übrigen Dachziegeln eingefärbt werden kann.12) roof tile collector according to claim 1 to 11, characterized in that that its shimmering front (1) for color coordination with the rest Roof tiles can be colored.
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