DE3046380A1

DE3046380A1 - Waermesammlersystem fuer ein energiedach oder eine energiefassade

Info

Publication number: DE3046380A1
Application number: DE19803046380
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: HELFRECHT MANFRED FA
Current assignee: HELFRECHT MANFRED FA
Priority date: 1980-12-09
Filing date: 1980-12-09
Publication date: 1982-07-22
Also published as: NL8101558A; IT8149816A0; IT1142948B; DE3046380C2

Description

Wärmesammlersystem für ein Energiedach
oder eine Energie fassade Die Erfindung betrifft ein Wärmesammlersystem für ein Energiedach oder eine Energie fassade zur Gewinnung von Wärmeenergie aus Sonneneinstrahlung bzw. aus der Umgebungstemperatur, wobei zum Energietransport ein Wärmeträgermedium durch stranggepreßte, mit die Absorbtionsfläche vergrößernden Rippen versehene Wärmesammierrohre zirkulierbar ist.
Derartige stranggepreßte ärmesammlerrohre sind bereits bekannt (Deutsche Patentanmeldung P 30 41 374.2) und sind derart gestaltet, daß sie nicht nur zur Energiegewinnung, sondern auch als tragende Elemente der wasserführenden Dachhaut Verwendung finden können. Zu diesem Zweck werden die Wärmesammlerrohre in nutenförmigen Ausnehmungen von Wärmedämmplatten verlegt, die als Unterdach zur Wärmedämmung auf dem Dachstuhl befestigt sind. Da die nutenförmigen Ausnehmungen in den Wärmedämmplatten im Ziegelabstand angeordnet sind, kann die Anzahl der das Wärmeträgermedium führenden Wärmesammlerrohre nicht beliebig erhöht werden. Da bei den bekannten Wärmesammlerrohren Ziegel mit ihren Nasen an den Wärmesammlerrohren eingehängt sind und da andererseits die die Luftströmung unter den Ziegeln durch die querverlaufenden Wärmesammlerrohre behindert wird, ergibt sich in dem Zwischenraum zwischen zwei Ziegelreihen ein Luftstau, der für die Wärmegewinnungnicht voll ausgenützt wird. Außerdem ist das Verlegen der Wärmesammlerrohre verhältnismäßig kompliziert, wenn die Dachflächen beispielsweise mit 1)achflächenfenstern und Verschneidungen versehen sind und kurze Abschnitte von Wärmesammlerrohren auf dem Dach verlegt werden müssen. Die damit verbundenen Installationsarbeiten auf dem Dach sind beschwerlich, da eine Vorfertigung wegen der notwendigkeit der Anpassung an das individuelle Dach nur hegrenzt möglich sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ls'ärmesammlersystem zu schaffen, das aus einzelnen Wärmesammlcre lemcn ten zusammensetzbar ist, wobei die einzelnen Wärmesammlerelemente industriell gefertigt und einzeln auf dem Dach verlegt werden können. Dabei sollen die Wärmesammlerelemente derart auscestaltet sein, daß die wasserführende Dachhaut in hcrkömmlicher Weise verlegt und befestigt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemSß dadurch gelöst, daß Abschnitte von Zirkulationsrohren und die dazwischen angeordneten ärmesammlerrohre an Stützprofilen gehaltert sind tind ein einzeln verlegbares Wärmesammierelement bilden, daß das Wärmeträgermedium innerhalb des Wärmesammlerelementes durch die ärmesammlerrohre zwangsweise vom einen Zirklllationsrohrabschnitt zum anderen Zirkulationsrohrabschnitt fließt, und daß die wasserführenden Dachplatten bzw. Fassadenelemente an den Stützprofilen gehaltert sind.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Stützprofil jeweils aus einer Basisplatte mit einer davon nach einer Seite rechtwinkelig abstehenden Rippe besteht, und daß an dem einen Rand der Basisplatte auf der der Rippe der Rippe gegenüberliegenden Seite ein Ouerstreifen entlang verläuft, welcher an seiner freien Kante mit einem abgewinkelten Auflagerand versehen ist.
Lin nach den Merkmalen der Erfindung aufgebautes Wärmesammlerelement bietet die Möglichkeit, daß es abschnittsweise auf einem wärinedämmenden Unterdach verlegt werden kann, wobei die an den Stützprofilen vorgesehene Rippe in die nutenförmigen Ausnehmungen für das Einhängen der Ziegelnasen eingreift, und der abgewinkelte Auflagerand das Einhängen der Dachziegel in herkömmlicher Weise zuläßt. Anstelle von Dachziegeln können auch andere Dacheindeckungsplatten an den abgewinkelten Auflagerändern befestigt werden. Die Zirkulationsrohrabschnitte der einzelnen Wärmeelemente werden jeweils mit Schlauchschellen aneinander angeschlossen, sodaß Verlegen des Wärmesamnlerelementes auf dem Dach sehr einfach und ohne hochqualifizierte Fachkräfte möglich ist. Der Aufbau des Wärmesammlerelementes ermöglicht die Herstellung von Typenserien in unterschiedlichen Abmessungen, sodaß auch Dachflächen ungünstiger Flächenaufteilungen optimal ausgenutzt werden können, zumal die Verbindung der einzelnen Wärmesammlerelemente mit Schlauchverbindern eine große Flexibilität zuläßt.
Im Interesse einer optimalen Luftzirkulation ist es bekannt, die einzelnen Dacheindeckungsplatten mit Abstandselementen aufeinander zu verlegen, sodaß eine großfläche Hinterlüftung und damit ein intensiver Luftaustausch möglich ist. Trotz des intensiven Luftaustausches soll andererseits auch dafür gesorgt erden, daß keine zu starke Kaminwirkung entsteht, damit sich im Interesse einer optimalen ärmeabsorbtion durch die rmesammlerrohre ein intensiver Energieaustausch einstellt. Diese gebremste Ilinterlüftung läßt sich in einfacher Weise dadurch erreichen, daß das Stützprofil im Bereich des Querstreifens mit Ausschnitten für den Luftdurchtritt und die irkulationsrohrabschnitte versehen ist.
Eine Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung eines rmesammlerelementes sieht vor, daß pro Wärmesammlerelement zwei Stützprofile Verwendung finden, welche mit Abstandsschicne untereinander verbunden sind. Dabei können die Abstandsschienen gegen die Stirnseite der Stützprofile anliegend oder in Schlitze eingelegt an diesen befestigt sein. Zur Befestigung der Abstandsschienen sind im Ouerstreifen der Stützprofile Spannuten vorgesehen, in welche Verbindungsstifte oder Verbindungsschrauben einsetzbar sind, um die Abstandsschienen zu fixieren.
Die Erfindung sieht ferner vor, daß die Stützprofile mit der an der Basisplatte angebrachten Rippe in Schlitze in der Oberfläche von Wärmedämmplatten eines Unterdaches einlegbar sind. Dabei können mehrere Ittärmesammlerelemente zil einer Verlegeeinheit zusammengefaßt sein, wobei sich die Stützprofile teilweise entweder über die gesamte Breite der Einheit oder auch über diese hinaus erstrecken.
Die mit den Zirkulationsrohrabschnitten verschweißten Wärmesammlerrohre sind jeweils mit einer Vielzahl von iiber einen Halbkreis verteilt radial verlaufenden Rippen versehen und haben ferner eine tangential zum orumfang verl aufende breite Rippe im mittleren Bereich des anderen Halbkreises. Durch diese Ausgestaltung ergibt sich eine sehr günstige Wärmeausbeute im Bereich zwischen zwei Stiitzprofilen, in dem verhältnismäßig große Absorberflächen zur Verfügung stehen, ohne den Luftaustausch zu sehr zu behindern.
Dem kontrollierten Luftaustausch dient auch die Maßnahme, daß die Wärmesammlerrohre zwischen den Zirkulationsrohrabschnitten in einem Abstand voneinander verlaufen, daß der freie Abstand zwischen einem Wärmesammlerrohr und der breiten Rippe des benachbarten rmesammlerrohres kleiner als die Gesamtbreitenabmessung der Wärmesammlerrohre ist.
Die Vorteile Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung.
Es zeigen: Fig. 1) Eine perspektivische Ansicht eines Wärmesammlerelementes gemäß der Erfindung Fig. 2) Einen Schnitt durch ein auf dem Dach verlegtes Wärmesamnlerelement-Fig. 3) Einen Schnitt durch ein Wärmesammlerrohr Fig. 4) Einen Schnitt durch ein Stützprofil Das in Fig. 1 dargestellte ärmesammlerelement 10 ist auf einem Rohrregister 11, zwei Stützprofilen 12 und zwei Abstandsschienen 13 aufgebaut. Das Rohrregister 11 besteht aus zwei Zirkulationsrohrabschnitten 15 und 16, welche mit ärmesammlerrohren 17 vorzugsweise durch Verschweißen verbunden sind. Die Zirkulationsrohrabschnitte 15 und 16 sind auf der einen Seite offen und mit einem Rand 18 versehen, über welchen ein nicht dargestellter Schlauchverbinder geschoben werden kann. Das andere Ende 19 des jeweiligen Zirkulationsrohrabschnittes ist verschlossen. Durch diesen Aufbau des Rohrregisters 11 ergibt sich eine Zwangsströmung innerhalb des ärmesammlerelementes durch die 'ärmesammlerrohre 17 vom einen Zirkulationsrohrabschnitt zum anderen.
Das Rohrregister 11 liegt auf den Stützprofilen 12 auf und ist mit diesen in herkömmlicher Weise verbunden. Die Stützprofile 12 bestehen, wie aus Fig. 4 hervorgeht, aus einer Basisplatte 20, an welchen am einen Rand ein Querstreifen 21 anschließt, der senkrecht zur Basisplatte 20 nach oben verläuft. Am oberen Rand dieses Querstreifens 2t ist ein abgewinkelter Auflagerand 22 ausgebildet, der zur Befestigung bzw.
bzw. Halterung der Dacheindeckungsplatten dient. Auf der Unterseite der Basisplatte ist in einem gewissen Abstand vom freien Rand eine Rippe 23 ausgebildet, welche senkrecht nach unten verläuft und am unteren Rand eine nach der Seite weisende Messerkante 24 hat, welche sich, wie nachfolgend noch erläutertwird, beim Verlegen in das Material der Wärmedämmplatte einpreßt. Am Querstreifen sind ferner Spannuten 25 ausgebildet, in welche Befestigungsmittel wie Schrauben oder Klemmen in bekannter Weise einschraubbar bzw. einsetzbar sind.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind im Quersteg Ausschni.ttc 30 ausgestanzt, welche einen Luftdurchtritt im Interesse einer Zirkulation und das Durchstecken der Zirkulationsrohrabschnitte 16 ermöglichen. Um die Stützprofile 12 in dem gewünschten Abstand voneinander festzuhalten, wobei es sich um einen Lattenabstand oder ein Vielfaches davon handeln kann, sind die Abstandsschienen 13 mit den Stützprofilen 12 verschraubt. Zu diesem Zweck sind an den Abstandsschienen 13 Langlöcher 31 vorgesehen, durch welche Schrauben 32 greifen, die in die Spannuten 25 eingeschraubt sind.
Ein derart aufgebautes Wärmesaminlerelement hat den Vorteil, daß es einerseits als kompakte Einheit industriell hergestellt werden kann, und andererseits an die Verhältnisse auf dem Dach leicht anpaßbar ist. So können beispielsweise durch Verstellen der Abstände der Stützprofile 12 mit Hilfe der Abstandsschienen 13 Anpassungen an Lattenabstände bzw.
Befestigungsabstände vorgenommen werden.
In Fig. 3 ist ein Schnitt durch das Wärmesammlerrohr 17 dargestellt, aus welchem entnehmbar ist, daß eine Vielzahl von radial verlaufenden Rippen 35 etwa über einen Halbkreis des Rohres verteilt angeordnet sind, und daß vom anderen Halbkreis aus im Mittelbereich eine breite Rippe 36 tangential tial vom Rohrumfang wc£ verläuft. Mit }hilfe dieser breiten Rippe wird die Luftströmung im rmesammlerelement beeinflußt.
In Fig. 2 ist der Aufbau eines Energiedaches dargestellt, bei welchem auf Sparren 40 Latten 41 in herkömmlicher Weise angeordnet sind. Ober den Latten sind 1ntärmedämnplatten 42 verlegt, welche auf der Oberseite entweder Nuten 43 oder nicht dargestellte Schlitze aufweisen, in welche die Rippen 23 der Stützprofile 12 eines Wärmesammlerelementes einsetzbar sind. Im Interesse einer einwandfreien l'asserführung sind die Wärmedämmplatten in herkömmlicher Weise in Kunststoffolien eingelegt, welche die Wärmedämmplatten 42 von der Unterseite her umschließen und im Bereich der Dachlatte 41 wasserführend überlappen. Das dargestellte Wärmesammlerelement ist als Einheit aus zwei Stützprofilen 12 aufgebaut, wobei die Sttzprofile im üblichen Lattenabstand voneinander angeordnet sind. Zwischen den Stützprofilen verlaufen die Wärmesammlerrohre 17, welche in einen Zirkulationsrohrabschnitt 15 münden. Auf dem Auflagerand 22 der Stützprofile 12 sind I)acheindeckungsplatten 46 in herkömmlicher Weise eingehängt, wobei zwischen den einzelnen Dacheindeckungsplatten Abstandselemente 47 angeordnet sind,welche mit einem Befestigungsstreifen um die Ziegelnase herumgreifen und ehenfalls an dem abgewinkelten Auflagerand gehalten sind. Durch diese Abstandselemente wird gewährleistet, daß eine großflächige Belüftung des Energiedaches sichergestellt ist, um die Luftzirkulation im Wärmesaminlerelement in optimaler Weise zu gewährleisten. Am oberen Rand des Zirkulationsrohrabschnittes 35 ist ein weiteres ärmesammlerelement mit Hilfe einer Flanschschelle 41 befestigt. Anstelle einer solchen Flanschschelle kann auch ein Schlauchverbinder Verwendung finden, insbesondere wenn eine flexible Ankupplung wünschenswert ist.
Beim Beim Verlegen der Wärmesammlerelemente können diese nebeneinander und übereinander derart angeordnet sein, daß z.B.
das Wärmeträgermedium durch das Rohrregister längs einem treppenförmigen Strömungsweg oder einem rechteckwellenförmigen Strömungsweg fließt. Im letzteren Fall sind zwei gleichartige Typen von Wärmesammlerelementen erforderlich, bei welchen das Rohrregister lediglich jeweils um 180 verdreht eingelegt ist.
Es ist offensichtlich, daß an dem abgewinkelten Auflagerand nicht nur Dacheindeckungsplatten eingehängt, sondern auch Dacheindeckungsplatten verschraubt werden können. Es ist sogar möglich, bei dem dargestellten Auflagerand Blechschindeln in den abgewinkelten Rand einzuhängen.
Bei der Verwendung des Wärmesammlerelementes für eine Energiefassade werden die Stützprofile auf entsprechende Abstützungen am Mauerwerk aufgelegt und durch geeignete Befestigungselemente dafür gesorgt, daß die Last der Fassade einwandfrei in das Mauerwerk aufgetragen wird. Lösungen hicrfür liegen im Bereich der handwerklichen Ttikeit.
Im Rahmen einer unterschiedlichen Typenauswahl ist vorgesehen, daß die Wärmesammlerelemente unterschiedlich groß sein können, wobei beispielsweise Abmessungen für ein Grundelement von etwa 1 m bis 2 m bei einem oder zwei Lattenabständen als Grundmodell besonders zweckmäßig angesehen werden.
Es ist ohne weiteres möglich, die Stützprofile länger auszubilden und entsprechend mehr Stützprofile parallel zueinander verlaufen zu lassen, um größere Elemente zu erhalten.
Dabei kann es sinnvoll sein, mehrere Rohrregister innerhalb eines Elementes nebeneinander zu verlegen, wobei zwischen den einzelnen Rohrregistern in Schlitze im Querstreifen 21 Abstandsschienen eingesetzt sein können, sodaß nicht nur an den seitlichen Rändern, sondern auch im Mittelbereich eine Abstandssicherung Abstandssicherung möglich ist. Es ist auch vorgesehen, daß die Stützprofile unterschiedlich lang sein können, und nur in einem Teilbereich des Wärmesammlerelementes ein Rohrregister vorgesehen ist. Dadurch ist es möglich, auch in Bereichen, in welche kein Rohrregister verlaufen soll, den für die Verlegung der Dacheindeckungsplatten notwendigen Auflagerand vorzusehen.

Claims

Patentansprüche 1) ärmesammlersystem für ein Energiedach oder eine Energiefassade zur Gewinnung von Wärmeenergie aus Sonneneinstrahlung bzw. aus der Umgebungstemperatur, wobei zum Energietransport ein Wärmeträgermedium durch stranggepreßte mit die Absorbtionsfläche vergrößernde Rippen versehene Wärmesammierrohre zirkulierbar ist, d a d u r ch gekennzeichnet, - daß Abschnitte von Zirkulationsrohren (15, 16) und die dazwischen angeordneten Wärmesammlerrohre (17) an Stiitzprofilen (12) gehaltert sind, und ein einzeln verlegbares Wärmesammlerelement (10) bilden, - daß das Wärmeträgermedium innerhalb des Wärmesammlerelementes (10) durch die Wärmesammlerrohre (17) zwangsweise vom einen Zirkulationsrohrabschnitt (16) zum anderen Zirkulationsrohrabschnitt (15) fließt, - und daß die wasserführenden Dachplatten (46) bzw. Fassadenelemente an den Stützprofilen (12) gehaltert sind.
2) ärmesammlersystem nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, - daß das Stützprofil (12) jeweils aus einer Basisplatte (20) mit einer daran nach einer Seite rechtwinkelig abstehenden Rippe (23) besteht, - und daß an dem einen Rand der Basisplatte (20) auf der der Rippe (23) gegenüberliegenden Seite ein Querstreifen (21) entlang verläuft, welcher an seiner freien Kante mit einem abgewinkelten Auflagerand (22) versehen ist.
39 Wärmesammlersystem nach Anspruch 2, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das Stützprofil (12) im Bereich des Querstreifens (21) mit Ausschnitten (30) für den Luftdurchtritt und die Zirkulationsrohrabschnitte (15, 16) versehen ist.
4) Wärmesammlersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t - daß pro ärmesammlerelement (10) zumindest zwei Stützprofile (12) Verwendung finden, welche mit Abstandsschienen (13) untereinander verbunden sind.
5) Wärmesammlersystem nach Anspruch 4, d a d u r c h gekennzeichnet, - daß die Abstandsschienen (13) gegen die Stirnseite der Stützprofile (12) anliegen oder in Schlitze eingelegt an den Stützprofilen befestigt sind.
6) Wärmesammlersystem nach einem oder mehreren der Ansprtiche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t - daß der Querstreifen (21) mit Spannuten (25) zum Anschrau- ben der Abstandsschienen (13) versehen ist.
7) Wärmesammlersystem nach einem oder mehreren der Ansprtiche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t - daß die Stützprofile (12) mit der an der Basisplatte (20) angebrachten Rippe (23) in Schlitze (43) in der Oberfläche von Wärmedämmplatten (42) eines Unterdachs einlegbar sind.
8) Wärmesammlersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t - daß mehrere Wärmesammlerelemente (10) zu einer Verlegeeinheit zusammengefaßt sind, wobei sich die Stützprofile teilweise entweder über die ganze Breite der Einheit oder auch über diese hinaus erstrecken.
9) Wärmesammlersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t - daß die Wärmesammlerrohre (17) jeweils mit einer Vielzahl von über einen Halbkreis verteilt radial verlaufende Rippen (35) versehen sind, und daß ferner eine tangential zum Rohrumfang verlaufende breite Rippe (36) im mittleren Bereich des anderen tlalbireises angebracht ist.
10) ärmesammlersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -net daß die Wärmesammlerrohre (17) mit den Zirkulationsrohrabschnitten (15, 16) in einem Abstand voneinander verlaufen, daß der freie Abstand zwischen einem Wärmesammlerrohr und der breiten Rippe des benachbarten rmcsammlerrohres klciner als die Gesamtbreitenabmessung eines rmesammlerrohres ist.