DE4232367A1 - Sonnenkollektor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 mit einem Eindeckrahmen und Randstreifen zur Halterung des Sonnen­ kollektors.

Sonnenkollektoren dienen zur Gewinnung von Wärmeenergie für eine Gebäude-, Brauchwasser- oder Schwimmbadbehei­ zung.

Ein gattungsgemäßer Sonnenkollektor ist aus dem deut­ schen Gebrauchsmuster 79 30 234 bekannt.

Als nachteilig wird bei diesem bekannten Sonnenkollektor angesehen, daß unterhalb der Isolationsschicht eine als Boden dienende Kunststoffplatte erforderlich ist, die die Isolationsschicht unterstützt, was einen hohen Monta­ geaufwand zur Folge hat.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ei­ nen Sonnenkollektor zu schaffen, bei dem auf diese Kunst­ stoffplatte verzichtet wird, wobei dennoch eine gute An­ passung der Isolationsschicht an die bevorzugt konturier­ te Unterseite des Absorbers sichergestellt und ein ver­ ringerter Montageaufwand erreicht wird.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch einen gattungsge­ mäßen Sonnenkollektor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1.

Vorteilhaft wird der selbsttragende, die Isolations­ schicht bildende Körper aus Hartschaumstoff hergestellt und die weitere Isolierschicht aus gepreßter Mineralwol­ le. Die Mineralwolle ist üblicherweise temperaturfest für die im Sonnenkollektor auftretenden Temperaturen die bis etwa 200°C reichen.

Die Mineralwolle sorgt für eine problemlose Anpassung der Isolierschicht an die Kontur des Absorbers. Zusätz­ lich ist vorteilhaft auf der Oberseite der Mineralwolle­ lage noch ein vorteilhaft dunkel bis schwarz eingefärb­ tes Glasvlies aufgelegt, welches im wesentlichen dazu dient, die zwischen nebeneinander parallel liegenden Ab­ sorberstreifen sichtbare unterliegende Mineralwollelage optisch zu kaschieren. Deshalb ist auch die dunkle bzw. schwarze Einfärbung des Glasvlieses vorgesehen, die dann im wesentlichen der Farbe der Absorberoberfläche ent­ spricht.

Weiter ist vorteilhaft die Schrägstellung der Auflage im Inneren des Sonnenkollektors vorgesehen, wobei die Aufla­ ge einerseits an ihrer Oberseite den Absorber an dessen Randbereich trägt und an ihrer Unterseite einen keilför­ migen Zwischenraum bildet, der das Eindrücken des Randbe­ reiches der Mineralwollelage und der gegebenenfalls vor­ handenen Glasvlieslage erleichtert. Außerdem wird durch diese Keilform eine für den Halt der Mineralwollelage ausreichende Klemmwirkung erzielt. Da die hier verwende­ te Hartschaumplatte selbsttragend ist, ist unterseitig eine Platte als Boden nicht erforderlich.

Zum Schutz der Hartschaumplatte gegen Beschädigung kann diese vorteilhaft ober- und/oder unterseitig mit Kunst­ stoff- und/oder Metallfolie kaschiert sein.

Im Randbereich der Hartschaumplatte verlaufen durch diese vorteilhaft Be- und Entlüftungskanäle, die ein Beschla­ gen der Glasabdeckung des Kollektors verhindern. Eine bei Sonnenkollektoren sonst häufig vorgesehene und sehr aufwendige Evakuierung ist hier nicht erforderlich.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiter einen Eindeck­ rahmen zur Halterung des Sonnenkollektors.

Bekannte Eindeckrahmen weisen vier etwa rechteckförmig angeordnete Rahmenwände auf, die beabstandet um die Sei­ tenwände des Sonnenkollektors herum angeordnet und an ihren Enden miteinander verbunden sind, wobei die Rahmen­ wände etwa parallel zu den Seitenwänden verlaufen und mit ihren oberen Längskanten in das Winkelprofil des Son­ nenkollektors hineinragen, wobei ihre unteren Längskan­ ten jeweils etwa rechtwinklig nach außen abgewinkelte Flanschabschnitte aufweisen. Bei dem beanspruchten Ein­ deckrahmen ist vorgesehen, daß ein erster Flanschab­ schnitt eine schräg nach oben einwärts verlaufende Augen­ kante aufweist, daß ein zweiter, an den ersten angrenzen­ der Flanschabschnitt einen etwa senkrecht nach oben ver­ laufenden Ansatz aufweist, der an seinem oberen Ende nach außen zur Bildung eines Falzes umgebogen ist, und daß ein dritter dem zweiten gegenüberliegender Flansch­ abschnitt einen etwa senkrecht nach oben verlaufenden An­ satz aufweist.

Je ein Eindeckrahmen dient zur Aufnahme eines Sonnenkol­ lektors, wobei der Eindeckrahmen als vorgefertigtes Teil den Kollektor an allen vier Seiten abdichtet und mit die­ sem zusammen beispielsweise in eine Dachfläche als Teil der Dachhaut montiert wird. Dabei sind die Eindeckrahmen sowohl einzeln verwendbar als auch nebeneinander und übereinander anreihbar. Hierzu sind die Eindeckrahmen um­ laufend an ihren flanschartig ausgebildeten Rändern mit Falzverbindungen ausgestattet, mittels welcher dann an Ort und Stelle die Verbindung der vorgefertigten Eindeck­ rahmen erfolgt.

Vorteilhaft ist hierzu vorgesehen, daß die Wandstärke des Ansatzes etwa gleich der Spaltbreite des Falzes ist und daß die Höhe des Ansatzes etwa gleich der Innenhöhe des Falzes ist. Zur Bildung glatter, verstärkter und griffsicherer Kanten ist weiter vorteilhaft vorgesehen, daß ein vierter Flanschabschnitt an seinem freien Ende umgefalzt ist und daß die Rahmenwände an ihren oberen Längskanten umgefalzt sind.

Schließt sich an den Eindeckrahmen ein weiterer Eindeck­ rahmen an, so werden an den Längsrändern erste und zwei­ te Randstreifen mit Falzrändern an der Innenkante und schräg nach oben einwärts gebogener Außenkante ange­ bracht. Diese Randstreifen ragen im Einbauzustand unter die vorhandene Dacheindeckung, üblicherweise Dachpfan­ nen. Zum Schutz vor einem Eindringen von Flugschnee oder Schlagregen unter die Dachpfannen können die Randstrei­ fen mit Schaumstoffstreifen versehen sein, die in der Längsrichtung verlaufen und von der Grundfläche der Rand­ streifen aufragen, so daß sie im Einbauzustand mit aus­ reichender Pressung an der Unterseite der benachbarten Dachpfanne anliegen.

Die Halterung der Eindeckrahmen auf der hölzernen Dach­ unterkonstruktion erfolgt vorzugsweise mittels eines ent­ sprechend gebogenen, die Dachlatte umgreifenden sowie hinter den widerhakenartig abgekanten Randstreifen am oberen Ende des Eindeckrahmens greifenden Hakenblechs. Der mit dem Sonnenkollektorrahmen in Eingriff gelangende umlaufende obere Rand des Eindeckrahmens ist zur Verstär­ kung einmal umgefalzt und drückt sich im zusammengebau­ ten Zustand in die Moosgummischicht in dem nach außen vorragenden, im Querschnitt rechtwinkligen Profilteil des Kollektorrahmens.

Der Eindeckrahmen ist bevorzugt aus verzinktem Stahl­ blech gefertigt, er kann aber auch aus Edelstahlblech, Aluminium, Kupfer oder sonstigem korrosionsfesten und ausreichend tragfähigen Material bestehen. Zur Verwen­ dung kommt dieser Eindeckrahmen insbesondere bei Anord­ nung des Kollektors in der Dacheindeckung, d. h. als Teil der Dachhaut. Verwendbar ist aber auch für Überdachanord­ nungen parallel zu einem geneigten Dach oder bei Aufstel­ lung mittels Ständern auf Flachdächern.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbei­ spiels in einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Sie zeigt in

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Randbereich eines erfindungsgemäßen Sonnenkollektors, in

Fig. 2 eine Draufsicht auf zwei übereinanderliegende Reihen von Eindeckrahmen mit Randstreifen, in

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 2, und in

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fi­ gur 2.

Mit Bezugnahme auf Fig. 1 weist ein Sonnenkollektor 1 eine in einem Gehäuse 2 angeordnete Isolierschicht 9, eine darauf angeordnete weitere Isolierschicht 10 und eine darauf angeordnete dritte Isolierschicht 11 auf. Auf der dritten Isolierschicht ist ein Kanäle ausbilden­ der Absorber 6 und von diesem beabstandet eine Glasab­ deckung 4 angeordnet.

Die im wesentlichen senkrecht verlaufende Seitenwand 12 des Gehäuses 2 ist im Bereich ihrer Oberkante senkrecht nach innen abgewinkelt und bildet eine Auflage 3 für die Glasabdeckung 4. Zwischen der Auflage 3 und der Glasab­ deckung 4 ist eine Gummidichtung 13 angeordnet. Weiter­ hin ist zur Abdichtung in der durch eine vorspringende Kante 7 gebildeten Nut eine umlaufende Silikondichtung angebracht.

Die Seitenwand 12 ist am Rand der Auflage 3 senkrecht nach unten abgewinkelt, dann knapp über der Isolier­ schicht 10 entgegengesetzt abgewinkelt und verläuft von da schräg aufwärts nach innen. Hierdurch wird oberseitig eine Auflage 5 für den Absorber 6 und unterseitig ein keilförmiger Klemmspalt für die Isolierschichten 10 und 11 gebildet. Der Absorber 6 weist Kanäle auf, in denen ein Wärmeübertragungsmedium zirkuliert. Er ist ferner mit Anschlußstutzen 14 für die Zu- bzw. Abführung des Wärmeübertragungsmediums ausgestattet.

Ein Lüftungskanal 16 verbindet die Atmosphäre mit dem Raum zwischen Glasplatte 4 und Absorber 6, wozu im geeig­ neten Innenbereich des Gehäuses 12 mindestens eine Öff­ nung 17 vorgesehen ist. Dieser Lüftungskanal 16 kann zur Filterung der ein- und ausströmenden Luft mit kleinen Filtern oder auch mit Molekularsieben zur Trocknung der Luft ausgerüstet sein.

Auf der Außenseite der Seitenwände 12 ist ein nach unten gerichtetes Winkelprofil 8 angeordnet, das mit den Sei­ tenwänden 12 einstückig ist. Das Winkelprofil 8 greift über einen Eindeckrahmen 20, der zur Befestigung des Son­ nenkollektors dient. Da dieser Eindeckrahmen 20 üblicher­ weise aus Metall besteht, ist zur Herabsetzung von Wärme­ verlusten zwischen dem Winkelprofil 8 und dem Rahmen 20 ein Moosgummiprofil 15 angeordnet. Die Seitenwände des Gehäuses bestehen aus einem gezogenen Profil aus glasfa­ serverstärktem Kunststoff (GFK), das auf Gehrung ge­ schnitten und zu einem vierseitigen Rahmen verbunden ist. Dieser Werkstoff besteht z. B. zu 70% aus Glasfasern und zu 30% aus Harz, wobei der thermische Ausdehnungs­ koeffizient dem von Glas entspricht. Die Wärmeleitfähig­ keit dieses Materials ist zudem vorteilhaft niedrig.

Mit Bezugnahme auf Fig. 2 sind zwei übereinanderliegen­ de Reihen von Eindeckrahmen 20 mit ersten Randstreifen 30 und zweiten Randstreifen 40 dargestellt.

In Fig. 3 ist der Eindeckrahmen 20 mit einem aufrecht­ stehenden Falz 21 auf dem linken Rand und einem aufgebo­ genen Ansatz 22 auf dem rechten Rand dargestellt, wobei die obere Kante 23 des Eindeckrahmens nach innen umge­ falzt ist.

Den Falz 21 untergreift ein aufrecht stehender Ansatz 31 des ersten Randstreifens 30 zur Bildung einer formschlüs­ sigen Verbindung. Der andere Rand des ersten Randstrei­ fens 30 ist zu einer schräg nach oben einwärts weisen­ den Außenkante 32 geformt. Oberhalb der Außenkante 32 ist eine Dachpfanne 50 angedeutet.

Den aufgebogenen Ansatz 22 umgreift ein Falz 41 des zwei­ ten Randstreifens 40. An der rechten Seite des zweiten Randstreifens 40 ist eine schräg nach oben einwärts ver­ laufende Außenkante 42 angeformt. Auf den Randstreifen 30 und 40 ist je ein Dichtungsstreifen 60 angedeutet.

Mit Bezugnahme auf Fig. 4 weist ein Eindeckrahmen 20 an seinem oberen Rand eine schräg nach einwärts verlaufende Außenkante 24 auf, die von einem Hakenblech 70 hinter­ griffen wird, welches wiederum an einer in der Figur an­ gedeuteten Dachlatte 80 befestigt ist. An seinem unteren Rand besitzt jeder Eindeckrahmen 20 einen nach unten und hinten umgekanteten Falzrand 25, der bei Anordnung zwei­ er Eindeckrahmen 20 übereinander zusammen mit der Augen­ kante 24 des benachbarten Eindeckrahmens 20 eine Falzver­ bindung bildet. An dem unteren Eindeckrahmen 20, an den sich nach unten hin kein weiterer Eindeckrahmen an­ schließt, wird der Falzrand 25 einfach flachgedrückt und es wird hier mittels einer an sich bekannten Bleischürze 90 ein dichter Abschluß an die nach unten hin nachfolgen­ den Dachpfannen 50 hergestellt.

Claims (18)

1. Sonnenkollektor mit einer in einem Gehäuse angeordne­ ten Isolationsschicht, einem auf der Isolations­ schicht angeordneten, Kanäle ausbildenden Absorber (6) und einer oberhalb des Absorbers (6) beabstandet angeordneten Glasabdeckung (4), wobei die im wesent­ lichen senkrecht verlaufenden Seitenwände (12) des Gehäuses (2) im Bereich ihrer Oberkante senkrecht nach innen abgewinkelt sind und eine Auflage (3) für die Glasabdeckung (4) bilden, am Rand dieser Auflage (3) senkrecht nach unten abgewinkelt sind und erneut nach innen abgewinkelt verlaufen, wodurch eine Aufla­ ge (5) und eine Einfassung für den Absorber (6) ge­ bildet wird, dadurch gekennzeichnet daß die Isolationsschicht (9) ein selbsttragender Körper ist und daß zwischen dieser Isolationsschicht (9) und dem Absorber (6) mindestens eine weitere Iso­ lationsschicht (10, 11) angeordnet ist.

2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die selbsttragende Isolationsschicht (9) aus Hartschaumstoff oder gepreßtem Isoliermaterial gefertigt ist.

3. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die weitere Isolationsschicht (10) aus ge­ preßter Mineralwolle oder Glasseide gefertigt ist.

4. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß eine dritte Isolationsschicht (11) zwischen der weiteren Isolationsschicht (10) und dem Absorber angeordnet ist.

5. Sonnenkollektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die dritte Isolationsschicht (11) aus dunk­ lem Glasvlies gefertigt ist.

6. Sonnenkollektor nach einem der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage (5) eine zum freien Rand aufwärts verlaufende Schrägung aufweist.

7. Sonnenkollektor nach einem der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolations­ schicht (9) auf zumindest einer ihrer Oberflächen mit einer Kunststoff- oder Metallfolie, vorzugsweise Aluminiumfolie, kaschiert ist.

8. Sonnenkollektor nach einem der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Randbereich der Isolationsschicht (9, 10, 11) Luftkanäle vorge­ sehen sind, die den Raum zwischen der Glasabdeckung (4) und dem Absorber (6) mit der Atmosphäre verbin­ den.

9. Sonnenkollektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Luftkanäle (16) mit Luftfiltern und/oder Molekularsieben ausgestattet sind.

10. Eindeckrahmen (20) zur Halterung eines Sonnenkollek­ tors nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Eindeckrahmen (4) etwa rechteckförmig angeordne­ te Rahmenwände aufweist, die beabstandet um die Sei­ tenwände (12) des Sonnenkollektors herum angeordnet und an ihren freien Enden miteinander verbunden sind, wobei die Rahmenwände etwa parallel zu den Sei­ tenwänden (12) verlaufen und mit ihren oberen Längs­ kanten in das Winkelprofil (8) des Sonnenkollektors hineinragen und ihre unteren Längskanten jeweils et­ wa rechtwinklig nach außen abgewinkelte Flanschab­ schnitte aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Flanschab­ schnitt eine schräg nach oben einwärts verlaufende Außenkante (24) aufweist, daß ein zweiter, an den ersten angrenzender Flanschabschnitt einen etwa senk­ recht nach oben verlaufenden Ansatz aufweist, der an seinem oberen Ende nach außen zur Bildung eines Fal­ zes (21) umgebogen ist, und daß ein dritter, dem zweiten gegenüberliegender Flanschabschnitt einen etwa senkrecht nach oben verlaufenden Ansatz (22) aufweist.

11. Eindeckrahmen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wandstärke des Ansatzes (22) etwa gleich der Spaltbreite des Falzes (21) ist und daß die Höhe des Ansatzes (22) etwa gleich der Innenhöhe des Falzes (21) ist.

12. Eindeckrahmen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß ein vierter Flanschabschnitt (25) an seinem freien Ende umgefalzt ist.

13. Eindeckrahmen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rahmenwände an ihren oberen Längskanten umgefalzt sind.

14. Erster Randstreifen (30) zur Halterung eines Eindeck­ rahmens (20) nach einem der Ansprüche 10 bis 13 auf einer Fläche, insbesondere auf einem Pfannendach, mit einer Länge etwa gleich der des ersten Flansch­ abschnittes und einer zur Länge verhältnismäßig gerin­ gen, etwa gleichmäßigen Breite, dadurch gekennzeichnet, daß an seiner einen Längskan­ te ein etwa senkrecht nach oben verlaufender Ansatz (31) angeordnet ist und an seiner anderen Längskante eine schräg nach oben einwärts verlaufende Außenkan­ te (32) angeformt ist.

15. Erster Randstreifen nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Höhe des Ansatzes (31) etwa gleich der Innenhöhe des Falzes (21) des Eindeckrah­ mens (20) ist.

16. Zweiter Randstreifen (40) zur Halterung eines Ein­ deckrahmens (20) nach einem der Ansprüche 10 bis 13 auf einer Fläche, insbesondere auf einem Pfannen­ dach, mit einer Länge etwa gleich der des dritten Flanschabschnittes und einer zur Länge verhältnis­ mäßig geringen, etwa gleichmäßigen Breite, dadurch gekennzeichnet, daß seine eine Längskante einen etwa senkrecht nach oben verlaufenden Ansatz aufweist, der an seinem oberen Ende nach außen zur Bildung eines Falzes (41) umgebogen ist und an sei­ ner anderen Längskante eine schräg nach oben ein­ wärts verlaufende Außenkante (42) angeformt ist.

17. Zweiter Randstreifen (40) nach Anspruch 16, dadurch­ gekennzeichnet, daß die Innenhöhe des Falzes (41) etwa gleich der Höhe des Ansatzes (22) ist.

18. Eindeckrahmen nach einem der Ansprüche 10 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß er aus Edelstahlblech, Kupferblech, Aluininiumblech oder Titanzinkblech ge­ fertigt ist.