DE10000742A1

DE10000742A1 - Solar absorber for roof mounting consists of self-hardening bearer material, e.g. concrete, plaster or ceramic material, and can be cast into piece with one or more capillary tubes

Info

Publication number: DE10000742A1
Application number: DE10000742A
Authority: DE
Inventors: Klaus Schlieckenrieder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-01-11
Filing date: 2000-01-11
Publication date: 2001-07-12

Abstract

The solar absorber consists of a self-hardening bearer material, e.g. concrete, plaster or ceramic material, and can be cast into a piece with one or more capillary tubes. The outer sides of the bearer material consists e.g. of a ceramic material of high density that is water tight, water resistant and impact-resistant and has high thermal conductivity.

Description

Technical field

Die Erfindung betrifft einen Solarabsorber zur Indach- oder Aufdachmontage. Die auf dem Dach sichtbare Außenseite des Solarabsobers kann farblich und strukturell der Dacheindeckung angepaßt werden.The invention relates to a solar absorber for in-roof or on-roof mounting. The outside of the solar scraper visible on the roof can be colored and be structurally adapted to the roof covering.

State of the art

Solarabsorber sind regelmäßig wie folgt aufgebaut:Solar absorbers are regularly structured as follows:

In einen Aluminiumrahmen wird eine Isolierung aus Mineralwolle eingelegt, auf den eine Absorberfläche (aktuell mit TiNOX Beschichtung) aufgelegt ist. Die damit erzielte Wärmeabsorption wird über Röhren, die mit Wärmeträger flüssigkeit gefüllt sind, z. B. zum Wärmetauscher weitergeleitet. Als Wetterschutz dient eine Solar-Glasabdeckung, die im Regelfall dunkel ausgeführt wird.Mineral wool insulation is placed in an aluminum frame, on which an absorber surface (currently with TiNOX coating) is placed. The heat absorption thus achieved is via tubes with heat transfer media liquid are filled, e.g. B. forwarded to the heat exchanger. As weather protection serves a solar glass cover, which is usually dark.

Presentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher für die Energieeinsparung in Gebäuden zur Verfügung stehenden Möglichkeiten zu erweitern.The invention is based, so far for saving energy in the task Building available options to expand.

Neben der Einsparung von Primärenergie soll auch noch eine Verbesserung des optischen Aussehens der Dachhaut dadurch erreicht werden, daß die auf dem Dach sichtbare Außenseite des Solarabsobers farblich und strukturell der ihn umgebenden Dacheindeckung angepaßt wird.In addition to saving primary energy, there should also be an improvement in optical appearance of the roof skin can be achieved in that the Roof visible outside of the solar scraper in terms of color and structure surrounding roof covering is adapted.

Handelsüblich werden selbstaushärtende Materialien zur Herstellung von gießfähigem Beton, Estrich oder ähnlichen Produkten, aber auch Materialien angeboten, die folgende chemische Zusammensetzung haben:
Commercially available self-curing materials for the production of pourable concrete, screed or similar products, but also materials that have the following chemical composition:

- Rock dust based on aluminum oxide / silicon oxide
- inorganic binder

Diese beiden Komponenten härten nach dem Mischen bei Raumtemperatur zu einer nicht brennbaren und lösemittelfreien Keramik aus.These two components harden after mixing at room temperature a non-flammable and solvent-free ceramic.

Das keramische Material kann beispielsweise wie folgt variiert werden:
The ceramic material can be varied as follows, for example:

a) Ceramic material type N
Density approx.1.7 g / cm 3
Thermal conductivity λ approx. 0.20 W / mK
b) Type L ceramic material
Density approx.1.0 g / cm 3
Thermal conductivity λ approx. 0.12 W / mK
c) Type S ceramic material
Density approx.0.5 g / cm 3
Thermal conductivity λ approx.0.08 W / mK

Es sind aber auch andere Materialdichten mit anderen Wärmeleitfähigkeiten mit diesem keramischen Material misch- und einstellbar. But there are also other material densities with different thermal conductivities this ceramic material mixable and adjustable.

Die auf dem Dach sichtbare Außenseite des Solarabsobers (Sichtseite) wird aus einem Gießmaterial gegossen, das eine hohe Dichte aufweist, wasserdicht, wetterfest und schlagzäh ist und einen hohen Wärmeleitwert hat. Es kann dies z. B. Beton, Estrich oder das oben erwähnte keramische Material Type N sein. Um die Riß- und Bruchfestigkeit dieses Teils des Solarabsorbers zu erhöhen, können noch Verstärkungsmaterialien wie Stahl- oder Glasfasern oder Gitternetze z. B. aus Stahl mit eingegossen werden. Die Materialdicke dieses Teils des Solarabsorbers ist abhängig von dem eingesetzten Gießmaterial und der Verstärkung und beträgt z. B. beim keramischen Material Typ N ca. 5 mm. Dahinter werden handelsübliche Kapillarrohrmatten z. B. mit einem Außendurchmesser 3,4 mm eingelegt. Um beim Rückbau des Solarabsorbers leichter eine Sortentrennung herbeizuführen, ist es von besonderem Vorteil, wenn die Kapillarrohrmatte ganz oder teilweise z. B. mit Papier umhüllt ist, damit kein Gießmaterial zwischen die Kapillarrohre laufen kann. Diese eingelegte Kapillarrohrmatte wird dann insgesamt mit dem Gießmaterial umgossen. Zur Wärmedämmung der Kapillarrohrmatten und des dahinterliegenden Teils des Solarabsorbers wird hinter die Kapillarrohrmatten ein Material aufgebracht, das eine sehr niedrige Wärmeleitfähigkeit hat z. B. Schaumkunststoff, Faserdämmmatten, oder das oben erwähnte keramische Material Type S. Diese Dämmschicht wird wiederum mit dem harten Material wie Beton, Estrich oder dem keramischen Material Typ N umgossen. Damit steht ein kompakter Körper zur Verfügung, der mit Laschen oder ähnlichen Halterungen auf oder in der Dachhaut befestigt werden kann.The outside of the solar scraper (visible side) visible on the roof is turned off poured a casting material that has a high density, waterproof, is weatherproof and impact resistant and has a high thermal conductivity. This can e.g. B. Concrete, screed or the type N ceramic material mentioned above. To the The crack and breaking strength of this part of the solar absorber can still increase Reinforcement materials such as steel or glass fibers or grids such. B. made of steel to be cast in. The material thickness of this part of the solar absorber is depending on the casting material used and the reinforcement and is z. B. for ceramic material type N approx. 5 mm. Behind it will be commercially available Capillary tube mats z. B. inserted with an outer diameter of 3.4 mm. To at Dismantling the solar absorber makes it easier to separate the types, it is from special advantage if the capillary tube mat completely or partially z. B. with paper is covered so that no casting material can run between the capillary tubes. This inserted capillary tube mat is then encapsulated with the casting material. For thermal insulation of the capillary tube mats and the part behind it A solar material is applied behind the capillary tube mats, the one has very low thermal conductivity z. B. foam plastic, fiber insulation mats, or the type S ceramic material mentioned above again with the hard material such as concrete, screed or the ceramic material Type N cast. This means that a compact body is available, that with tabs or similar brackets can be attached to or in the roof skin.

Die in den Solarabsorber eingegossene Kapillarrohrmatte kann als Solarenergie absorbersystem genutzt werden und kann einen großen Teil der auf diesen Absorber auftreffenden Sonnenenergie absorbieren. Diese Wärme kann über die durch die Sonnenenergie erwärmte Transportflüssigkeit in der Kapillarrohrmatte z. B. über einen Wärmetauscher in den kühleren Jahreszeiten sofort in die Räume transportiert werden bzw. zur Speicherung in einen Erdwärmespeicher, Wasser speicher oder andere Wärmespeicher geleitet werden, damit die Wärme in der kälteren Jahreszeit zur Verfügung steht.The capillary tube mat cast into the solar absorber can be used as solar energy absorber system can be used and a large part of this Absorb absorber incident solar energy. This heat can pass through the transport liquid heated by solar energy in the capillary tube mat z. B. into the rooms immediately via a heat exchanger in the cooler seasons be transported or for storage in a geothermal storage, water storage or other heat storage can be conducted so that the heat in the colder season is available.

Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, daß mit diesem Solarabsorber eine selbsttragende Konstruktion zur Verfügung steht, die als Fertigbauelement industriell gefertigt werden kann. Vor Ort sind nur mehr die Zu- und Ableitungen der einzelnen Absorber miteinander zu verbinden und an die Tragekonstruktion anzuschrauben. Damit kann das Solarabsorbersystem in oder auf die Dachein deckung des Gebäudes integriert werden. Dieser Solarabsorber kann an der Sichtseite mit einer beliebigen Struktur (auch in der Form der ihn umgebenden Dacheindeckung) versehen werden und farblich der ihn umgebenden Dachein deckung angepaßt werden.The particular advantage of the invention is that with this solar absorber a self-supporting structure is available, which is used as a prefabricated element can be manufactured industrially. Only the inlets and outlets of the are on site to connect individual absorbers to each other and to the supporting structure screw on. This means that the solar absorber system can be installed in or on the roof cover of the building can be integrated. This solar absorber can be attached to the Visible side with any structure (also in the form of the surrounding area Roof covering) and the color of the surrounding roof cover to be adjusted.

Als Rohrsystem werden handelsübliche Rohrleitungen aus Metall oder Kunststoff wie z. B. Kunststoff-Kapillarrohrmatten aus Polypropylen (PP) o. ä. verwendet. Diese Rohrleitungen werden mit der keramischen Masse umgossen, nur die Anschlüsse stehen vor. Bei einer großflächigen Verlegung der Solarabsorber werden die Leitungen der miteinander verbunden Absorber von außen an der gewünschten Stelle z. B. Dachkante in das Gebäude geführt. Commercially available pipelines made of metal or plastic are used as the pipe system such as B. Plastic capillary tube mats made of polypropylene (PP) or the like is used. This Pipes are encapsulated with the ceramic mass, only the connections stand in front of. With a large-scale installation of the solar absorbers, the Lines of interconnected absorbers from the outside to the desired one Place z. B. Roof edge led into the building.

Einer der weiteren entscheidenden Vorteile besteht darin, daß der Solarabsorber dann als Bauschutt entsorgt werden kann, wenn als Dämm-Material auch das keramische Material Typ S verwendet wurde. Wird als Dämm-Material ein anderes Material verwendet, das sortenrein getrennt werden muß, so ist dieses Material getrennt zu entsorgen. Die Matten aus PP müssen vor der Entsorgung heraus gerissen werden. Dazu können die Kapillarrohrmatten partiell oder ganz mit z. B. Papier umhüllt sein, um eine leichtere Trennung zwischen Rohrmatte und Gieß material vornehmen zu können. Bei Verbrennung der Matten aus PP entstehen keine umweltrelevanten Stoffe. Es werden damit die Forderungen des Kreislauf wirtschaftsgesetzes erfüllt.One of the other key advantages is that the solar absorber can then be disposed of as building rubble if that too as insulation material Type S ceramic material was used. Will be another as insulation material If material is used that must be separated according to type, this is the material to be disposed of separately. The PP mats must be removed before disposal be torn. For this purpose, the capillary tube mats can be partially or completely with z. B. Paper should be wrapped to make it easier to separate the pipe mat from the casting to be able to make material. When burning the mats made of PP no environmentally relevant substances. It becomes the demands of the cycle economic law fulfilled.

Nachstehend ist die Erfindung an Hand einer Zeichnung im einzelnen erläutertThe invention is explained in detail below with reference to a drawing

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch den Solarabsorber Fig. 1 is a longitudinal section through the solar absorber

Industriell können die Solarabsorber z. B. wie folgt hergestellt werden:Industrially, the solar absorbers can e.g. B. can be produced as follows:

Das Material z. B. zusammengerührtes keramisches Material des Typ N, das die Außenseiten des Absorbers bildet, wird in der gewünschten Materialstärke in eine Form der entsprechenden Größe ausgegossen. Nach dem Antrocknen dieser Gießmasse wird die Kapillarrohrmatte eingelegt. Bedarfsgerecht kann die Rohrmatte partiell oder ganz mit Papier umhüllt werden. Die Zu- und Abflußleitungen sind etwas dicker wie die Kapillarrohre und können auch z. B. mit Papier umhüllt sein. Damit liegen am oberen/unteren Ende die Kapillarrohre nicht mehr komplett auf der vorher gebildeten Schicht aus Gießmaterial auf. Die eingelegten Kapillarrohre und Teile der Zu- und Ableitungen werden komplett mit dem Gießmaterial z. B. zusammengerührtes keramisches Material des Typ N umhüllt. Die restliche Form wird mit dem Material mit der sehr niedrigen Wärmeleitfähigkeit z. B. keramisches Material des Type S oder Polyurethanschaum oder Faserdämmmatten aufgefüllt und wiederum mit z. B. dem keramischen Material Typ N umhüllt. Die Dicke der Dämmschicht ist wahlweise herstellbar. Ist der Solarabsorber ausgehärtet, kann er entformt werden.The material z. B. stirred type N ceramic material that the Forms outside of the absorber, is in the desired material thickness in one Poured the shape of the appropriate size. After drying this The capillary tube mat is inserted into the casting compound. The pipe mat can be used as required partially or completely covered with paper. The inflow and outflow lines are somewhat thicker than the capillary tubes and can also be used e.g. B. be wrapped with paper. This means that the capillary tubes are no longer completely on the upper / lower end previously formed layer of casting material. The inserted capillary tubes and Parts of the supply and discharge lines are completely with the casting material such. B. type N ceramic material coated together. The rest of the form is with the material with the very low thermal conductivity z. B. ceramic Type S material or polyurethane foam or fiber insulation mats filled in and again with z. B. encased the ceramic material type N. The thickness of the Insulation layer can be manufactured optionally. Once the solar absorber has hardened, it can be demolded.

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den Solarabsorber Fig. 2 is a cross section through the solar absorber

Claims

1. Solar absorber from a self-curing carrier material (casting compound) z. B. concrete, screed or self-curing ceramic material, characterized in that the absorber can be cast in one piece and one or more capillary tube mats can be cast into this absorber.

2. Solar absorber according to claim 1, characterized in that the outer sides from this substrate z. B. there is ceramic material of type N, the one has high density, is waterproof, weatherproof and impact-resistant and has a high Has thermal conductivity.

3. Solar absorber according to claim 1 and 2, characterized in that in order to Increase crack and breaking strength of the solar absorber, reinforcement materials such as steel or glass fibers or grids such. B. made of steel or other Materials can be cast in.

4. Solar absorber according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the visible side with any structure (also in the form of the surrounding it the roof covering) and the color of the surrounding area Roof covering can be adjusted.

5. Solar absorber according to claim 4, characterized in that the heat Insulation directly on the casting compound described in claims 1 to 4 in the appropriate material thickness is applied.

6. Solar absorber according to claim 5, characterized in that the transport liquids in the capillary tube mats can be connected and so that the solar energy can be taken from a large area.

7. Solar absorber according to claims 4 and 5, characterized in that when pouring the capillary tube mats parts or the entire mat with z. B. Paper can be wrapped so that the cast capillary when dismantled pipe mat made of z. B. PP more easily separated from the absorber and burned can be, whereby no environmentally relevant substances are released. The Solar absorber z. B. made of concrete, screed or ceramic can then completely as Building rubble can be disposed of if, for example, as insulation material. B. the ceramic Material type S was used, otherwise the insulation material is separate dispose.