-
Solar-Plattensammler
-
Die Erfindung betrifft einen Solar-Plattensammler, bestehend aus einem
kastenartigen Gehäuse mit einer oberen, Sonnenstrahlung durchlassenden Abschirmschicht,
einer im Abstand dazu angeordneten, mit der oberen Abschirmschicht einen geschlossenen
Raum bildenden Absorberfläche und einer mit der
Absorberfläche in
wärmeleitender Verbindung stehenden Leitung für ein wärmetransportierendes Fluidum.
-
Derartige Plattensammler sind bereits bekannt. Dabei besteht das Gehäuse
aus einem kastenförmigen, vorzugsweise wärmedämmenden Stoff, der auf seiner Oberseite
durch eine oder mehrere Abschirmschichten aus Glas abgeschlossen ist, wobei unterhalb
der Abschirmschicht bzw. Abschirmschichten eine geschwärzte Metallplatte angeordnet
ist, deren Oberseite als Absorberfläche dient. Unterhalb der Metallplatte befindet
sich dabei ein abgeschlossener Raum, der als Leitung für Luft oder Flüssigkeit dient,
die durch die Sonnenstrahlung erwärmt wird. Diese Leitung kann aber auch aus Rohrleitungen
bestehen, die mit der Metallplatte verbunden oder in diese eingelassen sind.
-
Diese bekannten Plattensammler werden entweder überhalb eines normalen
Daches auf einem gesonderten Gestell angebracht oder sie werden zwischen den Ziegeln
oder der sonstigen Dachbedeckung als gesondertes kastenförmiges Element eingelassen.
Im letzteren Fall bedarf es dabei eines gesonderten, für die Aufnahme des kastenförmigen
Gehäuses geeigneten Unterbaues eines Daches und besonderer Abdichtungsvorkehrngen
gegenüber den Ziegeln bzw. der übrigen Dachbedeckung. Es ist also ein zusätzlicher
Aufwand zur Einbeziehung eines solchen bekannten Plattensammlers in die Dachabdeckung
notwendig. Dieser besondere Aufwand besteht nicht nur in dem bereits erwähnten zusätzlichen
Unterbau, sondern auch in der im Vergleich zur übrigen Dachabdeckung, die beispielsweise
aus Ziegeln bestehen kann, aufwendigeren Montage. Außerdem stört ein solcher bekannter,
in die übrige Dachabdeckung eingesetzter Plattensammler den
Gesamteindruck
der Dachabdeckung, d.h. der ästhetische Eindruck des gesamten Daches wird in der
Regel negativ beeinflußt.
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen montagefreundlicheren,
schneller und billiger anbringbaren und einen besseren ästhetischen Eindruck ergehenden
Plattensammler zur Anbringung auf Dächern von Gebäuden zu schaffen.
-
Dieses wird ausgehend von dem eingangs definierten Solar-Plattensammler
erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Gehäuse an jeweils zwei Seitenkanten obere,
das Gehäuse seitlich überragende, flanschartige Bereiche aufweist, die nach Art
eines Dachziegels angrenzende Plattensammler oder Dachabdeckungselemente übergreifen
können.
-
Durch die Erfindung werden also ziegelartige Elemente geschaffen,
die auch nach Art von Ziegeln zum Decken eines Daches benutzt werden können. Das
bedeutet, daß die erfindungsgemäßen Plattensammler wie Ziegel auf dem entsprechenden
Unterbau eines Daches verlegt werden können und dabei auch in ähnlicher Weise, wie
es bei Ziegeln geschieht, durch das Überragen der angrenzenden Elemente für ausreichende
Dichtigkeit der Dachabdeckung sorgen.
-
Das Verlegen dererfindungsgemäßen Plattensammler ist somit äußerst
einfach und es sind auch zur Erreichung einer Dichtigkeit der Dachabdeckung keine
anderen Maßnahmen erforderlich, als sie bei normaler Ziegelabdeckung des Daches
notwendig sind. Dabei erhält man bei der Abdeckung einer ganzenDachseite auch einen
einheitlichen ästhetischen
Eindruck. Dieser wird aber auch erhalten,
wenn nur ein Teil der sonstigen Dachabdeckungselemente durch die erfindungsgemäßen
Plattensammler ersetzt werden. Dabei können die Oberseiten der erfindungsgemäßen
Plattensammler beispielsweise die gleiche Kontur wie die außerdem noch verwendeten
Ziegel besitzen, so daß auch dann ein einheitlicher optischer Eindruck entsteht.
-
Obgleich es grundsätzlich denkbar ist, daß die überragenden, flanschartigen
Bereiche nicht unbedingt in der Oberfläche des gesamten Gehäuses angeordnet sind,
ist in zweckmäßiger Weise jedoch vorgesehen, daß die oberen flanschartigen Bereiche
als Verlängerungen der oberen Abschirmschicht ausgebildet sind. Dieses ist auch
herstellungsmäßig günstig.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß an den den beiden
den oberen überragenden, flanschartigen Bereichen entgegengesetzten Seitenkanten
des Gehäuses in Höhenrichtung des Gehäuses tieferliegende, das Gehäuse seitlich
überragende, untere flanschartige Bereiche vorgesehen sind. Diese unteren flanschartigen
Bereiche sind dabei zweckmäßigerweise als Verlängerungen der unteren Bodenschicht
des Gehäuses ausgebildet. Letzteres bedeutet dann, daß die Unterseite des Plattensammlers
einschließlich der unteren flanschartigen Bereiche eine Ebene bilden, die beispielsweise
auf einem eben ausgebildeten Dachunterbau aufgebracht werden kann.
-
Zweckmäßigerweise besitzen dabei die unteren flanschartigen Bereiche
Befestigungslöcher zur Befestigung des Plattensammlers an einem Unterbau. Zur Montage
der
Plattensammler brauchen dabei dann lediglich Nägel oder Schrauben
durch die Befestigungslöcher hindurchgefilhrt und mit dem Unterbau verbunden werden.
-
Eine zweckmäßige Ausgestaltung besteht darin, daß unterhalb und angrenzend
an die die Absorberfläche aufweisende Schicht ein durchgehender Hohlraum für das
wärmetransportierende Fluidum vorgesehen ist, der im Bereich der oberen Seitenkante
eine Ausiaßöffnung und im Bereich der unteren Seitenkante eine Einlaßöffnung aufweist.
-
Die Schaffung eines solchen durchgehenden Hohlraumes ist fertigungstechnisch
einfach und auch billig, wobei ein solcher durchgehender Hohlraum auch gut für die
Verwendung von Wasser als wärmetransportierendem Fluidum geeignet ist.
-
Die Anordnung von Einlaßöffnung und Auslaßöffnung ist dabei so vorgesehen,
daß bei Anbringung des Elementes auf einem schrägen Dach aufgrund der Thermik das
wärmetransportierende Fluidum von alleine von der Einlaßöffnung zur Aus daß öffnung
strömt. In zweckmäßiger Weise sind dabei die Einlaßöffnung und die Auslaßöffnung
als an die Bodenfläche des Gehäuses angeformte Rohrstutzen ausgebildet. Derartige
Rohrstutzen können dann auf einfache Weise mittels Schläuchen oder dergleichen so
miteinander verbunden werden, daß jeweils die Einlaßöffnung eines Plattensammlers
mit der Einlaßöffnung eines angrenzenden Plattensammlers verbunden wird, so daß
ein geschlossener Kreislauf durch alle spaltenartig angrenzenden Plattensammler
entstehen kann.
-
Der abgeschlossene Raum zwischen Absorberfläche und oberer Abschirmschicht
ist in zweckmäßiger und bekannter Weise luftgefüllt. Dieser abgeschlossene Raum
verhindert, daß
die von der Absorberfläche aufgenommene Sonnenenergie
durch Konvektion wieder an die Außenluft abgegeben wird.
-
Der Aufbau des erfindungsgemäßen Plattensammlers gestattet es in vorteilhafter
Weise, daß der gesamte Plattensammler bis auf die die Absorberfläche aufweisende
Schicht aus Kunststoff besteht. Dabei kann dieser Kunststoff beispielsweise ein
Gießharz sein. Mittels eines solchen Gießharzes sind die erfindungsgemäßen Plattensammler
auf einfachste Weise und ohne hohe Fertigungskosten herstellbar.
-
Ebenfalls in bekannter Weise ist vorgesehen, daß die Absorberfläche
geschwärzt ist, wobei vorzugsweise die die Absorberfläche aufweisende Schicht auf
beiden Seiten geschwärzt ist. Die Schwärzung der Absorberfläche selbst bewirkt dabei
eine höhere Energieaufnahme bei Sonnenbestrahlung, während die Schwärzung der anderen
Seite der die Absorberfläche aufweisenden Schicht dafür sorgt, daß die von der Absorberfläche
aufgenommenen Energie auch wieder optimal an das wärmetransportierende Fluidum abgegeben
wird. Vorzugsweise besteht dabei die die Absorberfläche aufweisende Schicht aus
eloxiertem Aluminium. Die Eloxierung kann dabei so durchgeführt werden, daß durch
sie zugleich die Schwärzung der Oberflächen erhalten wird.
-
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfingung sieht vor,
daß die zumindest in etwa parallel verlaufende Abschirmschicht und die Absorberfläche
in gleicher Weise gewellt sind. Dabei ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die
Wellentäler und die Wellenberge in Strömungsrichtung des wärmetransportierenden
Fluidums in der Leitung verlaufen.
-
Eine solche Wellung verhindert, daß bei schräg einfallenden Sonnenstrahlen
eine Totalreflexion in der oberen Abschirmschicht auftritt und bewirkt außerdem,
daß bei schräg einfallenden Sonnenstrahlen eine größere Energiemenge absorbiert
wird, als wenn die Absorptionsfläche eben verlaufen würde. Daß die Wellentäler und
die Wellenberge dabei in Strömungsrichtung verlaufen bedeutet, da diese Strömungsrichtung
bei Anbringung des Plattensammlers auf einem geneigten Dach von unten nach oben
verläuft, daß diese Wellentäler und Wellenberge bei Abdeckung eines Daches ebenfalls
in Richtung der Neigung des Daches verlaufen, so daß durch die erfindungsgemäßen
Plattensammler das Dach in der gleichen Weise gut abgedeckt wird, wie es durch die
üblichen Ziegel geschieht, deren Wölbung bzw. Wellung in gleicher Weise ausgerichtet
ist.
-
Obgleich ein erfindungsgemäßer Plattensammler auch als Einzelelelement
zusammen mit anderen Dachabdeckungselementen verwendet werden kann, sieht eine Weiterbildung
der Erfindung einer Dachabdeckung vor, die sich dadurch kennzeichnet, daß auf einem
geneigt zur Horizontalen verlaufenden Dachunterbau zeilen- und spaltenartig eine
Mehrzahl von Plattensammlern derart angeordnet ist, daß bis auf gegebenenfalls eine
Seitenkante des Daches jeweils ein seitlicher oberer flanschartiger Bereich eines
Plattensammlers über den Seitenbereich der oberen Abschirmschicht eines angrenzenden
Plattensammlers greift und daß bis auf gegebenenfalls die Unterkante des Daches
jeweils ein in Richtung auf diese Unterkante weisender oberer flanschartiger Bereich
über den in entgegengesetzte Richtung weisenden Bereich der oberen Abschirmschicht
greift.
-
Dabei verlaufden dann zweckmäßigerweise die Wellentäler und Wellenberge
der Plattensammler in Richtung der Dachneigung.
-
Diese Weiterbildung sieht also vor, daß eine gesamte Dachseite oder
zumindest ein erheblicher Teil einer solchen Dachseite mit den erfindungsgemäßen
Plattensammlern gedeckt wird. Es ist dabei jedoch auch möglich, daß beispielsweise
lediglich ein größerer Teil einer Dachseite mit den erfindungsgemäßen Plattensammlern
gedeckt ist, und daß die übrige Seite durch andere Dachdeckelemente gedeckt ist,
wobei diese übrigen Elemente die gleiche obere Kontur aufweisen können, wie die
Plattensammler, so daß ein einheitlicher Eindruck der gesamten Dachseite erhalten
wird. Bei einem derart abgedeckten Dach brauchen dann nur noch jeweils die Einlaßöffnungen
der Plattensammler und jeweils die Auslaßöffnungen der Plattensammler miteinander
verbunden zu werden, wodurch dann ein Fluidumkreislauf erhalten wird, der die Elemente
der Dachabdeckung durchläuft.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 eine Draufsicht auf einen erfindunqsgemäß
ausgebildeten Solar-Plattensammler,
Fig. 2 einen Schnitt gemäß
II-II in Fig. 1 und Fig. 3 einen Schnitt gemäß III-III in Fig. 1 Der in den Zeichnungen
dargestellte Plattensammler umfaßt ein kastenartiges Gehäuse 1, das aus einer gewellten
oberen Abschirmschicht 2, einer unteren Bodenschicht 3 und diese mit der oberen
Abschirmschicht 2 verbindenden Seitenflächen 4 besteht. Unterhalb der oberen Abschirmschicht
2 ist eine parallel zur Abschirmschicht verlaufende, in gleicher Weise wie diese
gewellte Schicht 5 aus eloxiertem Aluminium angeordnet, die mit der oberen Abschirmschicht
2 einen abgeschlossenen, luftgefüllten Raum 6 und mit der unteren Bodenschicht 3
einen durchgehenden Hohlraum 7 bildet. Durch das Eloxieren ist dabei die Aluminiumschicht
5 auf beiden Seiten geschwärzt, so daß sie auf ihrer oberen, in Richtung auf die
Abschirmschicht 2 weisenden Fläche eine Absorberschicht 8 bildet.
-
In der Bodenschicht 3 ist eine Einlaßöffnung 9 und eine Auslaßöffnung
10 vorgesehen, die in Form von Rohrstutzen 11 und 12 ausgebildet sind. Diese Rohrstutzen
11 und 12 dienen zur Verbindung des als Flüssigkeitsleitung dienenden Hohlraums
7 mit dem Vorlauf und dem Rücklauf zum Speicher.
-
Die Wellung der Abschirmschicht 2 und der die Absorberschicht 8 aufweisenden
Schicht 5 bewirkt dabei, daß bei schräg einfallenden Sonnenstrahlen, d.h.
-
beispielsweise gem. Zeichnung von rechts oben nach links unten verlaufenden
Strahlen keine Detailreflexion in der Abschirmschicht 2 auftreten kann, und daß
bei solchen schräg einfallenden Strahlen, eine größere Energiemenge von der Absorberschicht
8 aufgenommen wird, als wenn diese Absorberschicht 8 eben in Richtung der Bodenschicht
3 verlaufen würde.
-
Die obere Abschirmschicht 2 ist am unteren und linken Rand soweit
verlängert, daß sie dort jeweils das Gehäuse 1 überragende, flanschartige obere
Bereiche 13 und 14 besitzt. An den diesen Bereichen 13 und 14 entgegengesetzten
Seitenkanten, d.h. an der oberen Seitenkante und der rechten Seitenkante ist die
Bodenschicht 3 derart verlängert, daß sie dort das Gehäuse 1 überragende flanschartige
untere Bereiche 15 und 16 bildet. In diesen unteren Bereichen sind Befestigungslöcher
17 vorgesehen, mittels derer beispielsweise der Plattensammler auf einem Dachunterbau
befestigt werden kann.
-
Zur Anbringung der Plattensammler auf einem schrägen Dachunterbau
wird an der Unterkante des Daches in zeilenartiger Weise mit der Anbringung derart
begonnen, dan die einzelnen Plattensammler seitlich derart aneinander-grenzen, daß
jeweils ein überragender, flanschartiger oberer Bereich 14 die dem flanschartigen
Bereich 14 entgegengesetzte Seite der Abschirmschicht 2 des angrenzenden Plattensammlers
übergreift. Das heißt also, daß bei der Ausbildung gem. den Figuren 1 - 3 an der
linken Seite der Dachunterkante
mit der Befestigung der Plattensammler
begonnen wird und dann nach rechts fortschreitend die angrenzenden Plattensammler
angebracht werden. Nachdem die untere Zeile derart befestigt worden ist, wird darüber
die nächste Zeile von Plattensammlern in der gleichen Weise angebracht, wobei dann
jeweils der obere Bereich 13 der Abschirmschicht 2 von den Plattensammlern der 2.
Zeile die entsprechenden, dem oberen Bereich 13 entgegengesetzten Bereiche der unteren
Zeile der Plattensammler übergreift. Die einzelnen lattensammler werden also ziegelartig
verlegt und übergreifen sich dann auch nach Art von üblichen Dachziegeln. Die Wellentäler
und Wellenberge der Wellung der Abschirmschicht 2 verlaufen dabei in Richtung der
Dachneigung, so daß sich ein dichter seitlicher Abschluß durch die oberen Bereiche
14 ergibt. Durch das jeweilige Überragen der oberen Bereiche 13 über die darunterliegenden
Plattensammler wird auch in dieser Richtung eine gute Dichtigkeit der Dachabdeckung
geschaffen, wie sie von der Verwendung von Ziegeln her bekannt ist.
-
s versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt ist. So könnte beispieiswise die Bodenschicht 3 gegenüber der Abschirmchict
2 auch in der entgegengesetzten Richtung diagonal versetzt sein, d.h. die unteren
Bereiche 15 und 16 konnten in ihrer Ausrichtung auch gegenüber den Bereichen 13
und 14 vertauscht angeordnet sein. Ebenso brauchen die unteren Bereiche 15 und 16
nicht unbedingt als Verlängerungen der Bodenschicht 3 ausgebildet zu sein, wie auch
die oberen Bereiche 13 und 14 nicht zwingend als unmi ttelbare Verlängerungen der
Abschirmschicht 2 ausgestaltet zu sein brauchen. Außerdem ist
es
auch möglich, statt des durchgehenden Hohlraumes 7 einzelne Rohrleitungen anzuordnen.
Grundsätzlich ist es auch denkbar, daß die Wellung in andere Richtung, als in den
Figuren 1 - 3 dargestellt, verläuft, obgleich dieses jedoch im allgemeinen bezüglich
der Abdichtung gegen Regenwasser ungünstiger ist.