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Sonnenheizungssammler
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-Ansprüche-
Die Erfindung betrifft einenSonnenheizungssammler
zur Anbringung am Dach oder der Fassade eines Gebäudes, mit einem vorzugsweise mäanderförmig
verlaufenden Durchlaufkanal für ein Wärmeaustauschmedium, der über Anschlüsse in
einen Wärmeaustauschkreis einschaltbar ist.
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Derartige Sammler sind für Sonnenheizungssysteme erforderlich und
dienen zum Wärmeaustausch zwischen der eingestrahlten Sonnenwärme und einem flüssigen
Wärmeträgermedium, welches durch den Wärmeaustauschkreis zirkuliert und die im Sammler
aufgenommene Wärme in einen Speicher oder an einen Wärmeverbraucher abführt. Die
bekannten Sonnenheizungssammler sitzen im allgemeinen gegenüber der Dachhaut oder
der Fassade des Gebäudes zum Gebäudeinneren hin versetzt in einem entsprechenden,
in der Dachhaut unter der Fassade ausgebildetem Fenster, das in der Ebene der Dachhaut
oder der Fassade von einer Glasscheibe abgedeckt ist. Eine derartige Einbeziehung
des Sammlers in die Dach- oder Fassadenkonstruktion ist verhältnismäßig aufwendig,
wobei überdies erhebliche Abdichtungsprobleme für das Fenster bestehen, hinter welchem
der Sammler untergebracht ist.
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Außerdem wird durch die bekannten Sammlerkonstruktionen das Gesamtbild
des Daches oder der Fassade erheblich gestört, so daß ihre Einbaugenehmigung versagt
werden kann.
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Demgegenüber wird durch die Erfindung ein Sonnenheizungssammler geschaffen,
welcher derart in die Dach- oder Fassadenverkleidung einbezogen werden kann, daß
er das Gesamtbild des Daches oder der Fassade nicht stört. Der erfindungsgemäß Sonnenheizungssammler
ist überdies wenig aufwendig in der Herstellung und Montage und kann ohne Schwierigkeit
derart in die Dach- oder Fassadenverkleidung einbezogen werden, daß er zu seinem
Teil auch die Verkleidungs- und Isolierfunktion wie die übrigen Verkleidungsteile
mit übernimmt.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Sonnenheizungssammler
insgesamt als Dach- oder Fassadenplatte ausgebildet ist, die unter Ausbildung des
Durchlaufkanals über wenigstens einen Teil ihrer Fläche hin als Hohlkörper gestaltet
ist.
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Dieser den Durchlaufkanal bildende Hohlkörperteil der erfindungsgemäßen
Verkleidungsplatte läßt sich bei deren sonst üblichen Gestaltung leicht in der Platte
so einbeziehen, daß er in dem äußeren Gesamtbild der Fassade oder des Daches nicht
ausfällt. Die erfindungsgemäße Verkleidungsplatte kann beliebig mit anderen herkömmlichen
Verkleidungsplatten zur Ausbildung der Fassade oder der Dachhaut
kombiniert
werden und kann in derselben Weise wie die herkömmlichen Verkleidungsplatten die
erforderliche Dichtungs- und Isolierfunktion übernehmen. Es können auch sonst übliche
Unterisolierungen ohne wesentliche Abänderung verwendet werden. Da der Herstellungsaufwand
einer erfindungsgemäßen Verkleidungsplatte nur geringfügig grösser als der Aufwand
für die herkömmlichen Verkleidungsplatten ist, kann die gesamte Verkleidung aus
erfindungsgemäßen Verkleidungsplatten zusammengesetzt werden, wobei gegebenenfalls
nur einige dieser Verkleidungsplatten je nach dem aktuellen Wärmebedarf des Gebäudes
als Sonnenheizungssammler ausgenutzt werden, wohingegen die anderen Verkleidungsplatten
noch nachträglich, sobald ein wachsender Heizungsbedarf dies erfordert, ohne wesentlichen
Aufwand in das Sonnenheizungssystem einbezogen werden können.
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Der Hohlkörperteil der erfindungsgemäßen Verkleidungsplatte kann über
deren Plattenebene zur Außenseite und/ oder Innenseite hin vorstehen. Für die Gestaltung
der Querschnittsform des Durchlaufkanals stehen viele Möglichkeiten je nach der
Herstellungsart und/oder dem gewünschten Wärmeübergangsgrad zur Verfügung. Insbesondere
kann die Querschnittsform kreisrund, oval, trapezförmig oder rechteckig sein, wobei
die Möglichkeit besteht, die Warmeübergangsfläche durch in den Kanal hineinragende
oder
von der äußeren Begrenzungswand des Kanals nach außen vorstehende
Rippen zu vergrößern.
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Wenngleich es möglich ist, den Hohlkörperteil der erfindungsgemäßen
Verkleidungsplatte zweiteilig zu gestalten und die beiden Hälften nachträglich miteinander
zu verkleben oder zu verschweißen, besteht die bevorzugte Lösung darin, die Platte
insgesamt als Strangpreßprofil zu gestalten, bei welchem die Begrenzungswände des
Durchlaufkanals in der mit der Plattenlängsrichtung übereinstimmenden Strangpreßrichtung
verlaufen.
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Die plattenstirnseitigen Enden des Durchlaufkanals können beim Strangpreßvorgang
selbst oder durch nachträgliches Einkleben von Verschlußstücken geschlossen werden,
wobei die erforderlichen Anschlüsse für den Durchlaufkanal an der Rückseite der
Platte quer zur Plattenebene ausgebildet sein können.
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Für Fälle, bei denen die in Plattenlängsrichtung aufeinanderfolgenden
Verkleidungsplatten einander am einen Ende überlappen, ist es auch leicht möglich,
die erforderlichen Anschlüsse für den Vorlauf und Rücklauf des Durchlaufkanals und/oder
die Verbindung von mehreren die Platte in Längsrichtung durchlaufenden Kanalabschnitten,
die
zusammen den Durchlaufkanal bilden, über ein an diesem Plattenende
stirnseitig dicht befestigtes Anschlußbauteil herzustellen. Diese Möglichkeit besteht
auch in sonstigen Fällen, bei denen die eine und/oder andere Plattenstirnseite ohne.Beeinträchtigung
der Dichtungsfunktion dieser Verkleidungsplatte in der Verkleidung zugänglich ist,
beispielsweise wenn die Verkleidungsplatte über dieganze Höhe der Verkleidung hin
durchläuft.
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Wenn der Durchlaufkanal in der Verkleidungsplatte aus mehreren parallel
zueinander verlaufenden Kanalabschnitten besteht, die jeweils durch eine gemeinsame
Zwischenwand voneinander getrennt sind und durch die Ausbildung der Platte als Strangpreßteil
zunächst an beiden Plattenstirnseiten offen sind, kann die gegenseitige Verbindung
der benachbarten Kanalabschnitte an dem einen oder anderen Stirnende so gestaltet
werden, daß die Zwischenwand an dem Verbindungsende bis zu einem hinreichenden Abstand
von der angrenzenden Plattenstirnseite abgearbeitet wird, wonach die stirnseitige
Mündung dieser beiden zu verbindenden Kanalabschnitte durch ein gemeinsames Verschluß
stück verschlossen wird, welches beispielsweise dort eingeklebt oder eingeschweißt
werden kann. Es entsteht so ein die Platte in ihrer Längsrichtung mäanderförmig
durchlaufender Durchlaufkanal.
Wenn hingegen mehrere parallele
Kanalabschnitte vorgesehen sind, die im Abstand voneinander verlaufen, können die
offenen Mündungen dieser Kanalabschnitte an den Stirnseiten der Platte durch kleinere
Verschluß stücke verschlossen werden, während die wechselseitig paarweise Verbindung
der Kanalabschnitte über ein an der Plattenunterseite abgedichtet befestigtes Zwischenstück
hergestellt werden kann, welches einen Verbindungskanal bildet, der in die aneinander
anzuschließenden Kanalabschnitte über Öffnungen mündet, die in ihrer Begrenzungswand
an der Plattenunterseite ausgebildet werden.
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In vielen Fällen ist die eine oder andere Plattenstirnseite innerhalb
der Verkleidung zur Herstellung der Anschlüsse des Durchlaufkanals nicht zugänglich,
so daß dann ein entsprechender Anschluß an der Plattenunterseite hergestellt wird.
Dies kann verhältnismäßig einfach durch entsprechend an der Plattenunterseite nachträglich
befestigte Anschlußstücke bewerkstelligt werden. In der bevorzugten Lösung ist hierbei
das Anschlußstück ein die Platte und den Durchlaufkanal durchsetzender Schraubnippel,
der in Höhe des Durchlaufkanals eine in diesen mündende seitliche Öffnung aufweist.
Ein solcher Schraubnippel kann durch entsprechend vorbereitete Löcher in der Platte
gesteckt werden und an seinem von der Plattenaußenseite abragenden Ende mit Hilfe
einer
Hutmutter abgedichtet werden, welche über eine Dichtungsscheibe an der Plattenaußenseite
anliegt. An dem zur Platteninnenseite vorstehenden Ende des Schraubnippels kann
dann ein herkömmlicher Anschluß an den Wärmeaustauschkreis hergestellt werden.
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Für diesen Anschluß wird vorzugsweise ein Vierkantrohr verwendet,
in dessen Wand der Schraubnippel eingeschraubt ist und über eine Sicherungsmutter
und eine zwischengeschaltete Dichtungsscheibe daran gesichert ist. Nach dem Einschrauben
und Sichern des Schraubnippels am Vierkantrohr kann dann auf die andere Seite der
Sicherungsmutter eine zweite Dichtungsscheibe aufgelegt werden, wonach das freie
Ende des Schraubnippels durch die vorbereiteten Öffnungen in der Verkleidungsplatte
durchgesteckt und durch die oben erwähnte Hutmutter von außen her abgedichtet festgelegt
wird.
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Auch die erfindungsgemäße Verkleidungsplatte kann aus dem für übliche
Verkleidungsplatten gebräuchlichen Material bestehen. Die Einschaltung des Durchlaufkanals
in den Wärmeaustauschkreis kann durch entsprechende Verteiler, Ventile und Anschlüsse
derart durchgeführt werden, daß je nach dem Wärmebedarf der Durchlaufkanal der einen
oder anderen Verteilerplatte vollständig oder teilweise aus dem Übertragungskreislauf
ausgeschaltet oder in ihn eingeschaltet werden kann.
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Es besteht bei dem erfindungsgemäßen Sonnenheizungssammler auch die
Möglichkeit, den den Wärmetauscher bildenden Hohlkörperteil der Verkleidungsplatte
mit einer Glasscheibe und/ oder einem verstellbaren Sonnenschutz in Art eines Rouleaus
oder Jalousie auszustatten. Diese Möglichkeit ist insbesondere vorhanden, wenn die
Verkleidungsplatte an ihren beiden Längsrändern nach außen abgekröpfte Flansche
aufweist, mit denen in Querrichtung der Verkleidung aneinander~grenzende Verkleidungsplatten
einander übergreifen und an denen die Glasscheibe und/oder der Sonnenschutz über
entsprechende Befestigungsglieder abgestützt werden können.
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Der erfindungsgemäße Sonnenheizungssammler eignet sich für Dachverkleidungen
wie auch Fassadenverkleidungen. Die Einbeziehung der Erfindung in eine der Sonneneinstrahlung
ausgesetzte Fassadenverkleidung wird gegenwärtig bevorzugt, insbesondere auch deshalb,
weil dann ein verhältnismäßig großes Gefälle zwischen den beiden Stirnenden der
Fassadenplatte vorhanden ist, welches zur weitgehenden Ausbildung des Wärmeaustauschkreises
als Schwerkraftströmungskreis ausgenutzt werden kann. Hierbei können somit der Vb.rlauf
in den Durchlaufkanal am unteren Stirnende der Fassadenplatte und der zum Speicher
oder Verbraucher führende Rücklaufanschluß des Durchlaufkanals am oberen Stirnende
der Fassadenplatte angeordnet sein.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand beispielhafter Ausführungsformen
erläutert, die aus der Zeichnung ersichtlich sind. In der Zeichnung zeigt: Fig.
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Verkleidungsplatte in Form
eines Strangpreßteils, Fig. 2 einen Querschnitt der Verkleidungsplatte aus Fig.1
entsprechend der Schnittlinie II-II mit untergebauter Isolierung, Fig. 3 einen Teillängsschnitt
an einem Plattenstirnende mit angebautem Leitungsanschluß, Fig. 4 einen Querschnitt
der Verkleidungsplatte durch ihren den Durchlaufkanal bildenden Hohlkörperteil nahe
einem Plattenstirnende mit angebautem Anschlußstück, Fig. 5 in der Draufsicht einen
Längsschnitt durch den den Durchlaufkanal aus mehreren Kanalabschnitten bildenden
Hohlkörperteil der Verkleidungsplatte, Fig. 6 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen
Verkleidungsplatte mit aus mehreren im Abstand parallel zueinander verlaufenden
Kanalabschnitten mit angebautem Verbindungszwischenstück zur Verbindung der Kanalabschnitte
untereinander.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, kann die erfindungsgemäße Verkleidungsplatte
leicht als Strangpreßteil hergestellt werden.
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Die Verkleidungsplatte 1 weist an beiden Längsrändern zur Plattenaußenseite
hin abgekröpfte Flansche 20 auf, Im mittleren Bereich ist die Platte als Hohlkörper
3 gestaltet, der im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zur Plattenunterseite hin absteht
und mit seinen längs der Platte parallel zueinander verlaufenden Hohlräumen einen
Durchlaufkanal 2 bildet. Die Begrenzungswände 4 der Hohlräume verlaufen in Plattenlängsrichtung
und damit in der Strangpreßrichtung.
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Die in Fig. 2im Querschnitt ersichtliche Verkleidungsplatte entspricht
der in Fig. 1 bis auf die Anordnung des den Durchlaufkanal 2 bildenden Hohlkörpers
3 an der Außenseite der Platte. An der Unterseite der Verkleidungsplatte ist zur
Wärmedämmung eine Isolierplatte 21 befestigt, die an der unteren Seite von einer
Aluminiumfolie 22 abgedeckt ist.
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Die Isolierplatte 21 reicht von der Verbindungsstelle des einen Flansches
20 an die Platte 1 bis über den anderen Flansch 20 an der anderen Plattenseite hinaus
und ist an den Längsrändern derart profiliert, daß eine zweite gleiche Verkleidungsplatte
mit Isolierplatte und Aluminiumfolie seitlich ohne Isolierungslücken angesetzt werden
kann.
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Aus Fig. 3 ist ein Ende des Durchlaufkanals an einem Stirnende
der
Verkleidungsplatte ersichtlich. Die durch die Herstellung im Strangpreßverfahren
ursprünglich offene Mündung des Durchlaufkanals 2 ist durch eine nachträglich eingeklebte
Verschlußplatte 11 verschlossen. Zur Herstellung des An-.
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schlusses des Durchlaufkanals 2 an den Wärmeaustauschkreis des Sonnenheizsystems
ist ein hohler Schraubnippel 13 vorgesehen, welcher zuerst in ein Vierkantrohr 16
des Wärmeaustauschkreises eingeschraubt ist, wonach er mittels einer Sicherungsmutter
24 unter Zwischenschaltung einer Dichtungsscheibe 23 an dem Vierkantrohr 16 abgedichtet
gesichert wird.
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Auf das freie Ende des Schraubnippels wird dann eine zweite Dichtungsscheibe
25 gesteckt, wonach dieses Schraubnippelende durch in Höhe des Durchlaufkanals 2
in der Platte 1 vorbereitete Öffnungen gesteckt wird und dann durch Aufschrauben
einer Hutmutter 26 unter Zwischenschaltung einer weiteren Dichtungsscheibe 27 mit
der Verkleidungsplatte 1 dicht verbunden wird. In Höhe des Durchlaufkanals 2 weist
der Schraubnippel 13 eine seitliche Öffnung 14 als Durchlaß für die Wärmeträgerflüssigkeit
auf.
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Fig. 4 zeigt den Querschnitt durch den Hohlkörper 3 der Verkleidungsplatte
1 aus Fig. 3. Der Durchlaufkanal 2 besteht aus drei parallel verlaufenden Kanalabschnitten
5, die über Zwischenwände 6 aneinandergrenzen. Wie aus dem zugehörigen Längsschnitt
in der Draufsicht aus Fig. 5 ersichtlich,
sind die beiden äußeren
Kanalabschnitte 5 an ihrem einander abgewendeten Ende mit einem Anschluß 10 entsprechend
dem in Fig. 3 ausgestattet. Diese beiden äußeren Kanalabschnitte 5 stehen an dem
dem Anschluß 10 abgewendeten Ende jeweils mit dem mittleren Kanalabschnitt 5 in
Verbindung. Hierzu ist die diesen aneinandergrenzenden Kanalabschnitten 5a und 5b
gemeinsame Zwischenwand 6 an diesem Ende 7 gegenüber der benachbarten Plattenstirnseite
8 zurückgesetzt. Die stirnseitigen Mündungen der Kanalabschnitte 5a und 5b sind
durch ein nachträglich eingeklebtes gemeinsames Verschluß stück 9 verschlossen,
so daß zwischen dem Verschlußstück und dem Ende 7 der Zwischenwand 6 ein Flüssigkeitsdurchtritt
entsteht.
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Aus Fig. 6 ist ein Plattenquerschnitt ähnlich dem in Fig.
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2 ersichtlich, wobei jedoch der Durchlaufkanal 2 durch mehrere im
Abstand voneinander verlaufende Kanalabschnitte 15 gebildet ist. Um bei dieser Ausführungsform
die Verbindungen zwischen den Kanalabschnitten 15 und die Anschlüsse 10 entsprechend
der Ausführungsform nach Fig. 5 herzustellen, sind die Kanalabschnitte 15 ebenfalls
an beiden Plattenstirnflächen durch eingeklebte Zwischenstücke verschlossen und
an beiden Enden an der Rückseite der Platte 1 jeweils mit Durchtrittsöffnungen 28
versehen. An der Plattenrückseite ist an beiden Plattenenden jeweils ein
Zwischenstück
12 unter Zwischenschaltung einer Dichtungsplatte. 29 befestigt, welches einen Verbindungskanal
30 -für die Durchtrittsöffnungen des einen äußeren Kanalabschnitts 15 und des mittleren
Kanalabschnitts 15, und für den dritten Kanalabschnitt 15 ein Anschlußstück 10 zum
Anschluß an den Wärmeaustauschkreis bildet. Das Zwischenstück 12 an dem anderen
in Fig. 6 nicht sichtbaren Plattenstirnende ist genauso gestaltet, jedoch um 1800
verdreht aufgesetzt, so daß dort das Anschlußstück 10 in den rechten Kanalabschnitt
15 mündet, während die beiden anderen Kanalabschnitte über den Verbindungskanal
30 miteinander verbunden sind.
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Außerdem ist aus Fig.6 die prinzipelle Möglichkeit ersichtlich, den
Hohlkörperteil 3 der Verkleidungsplatte 1 von einer Abdeckplatte 31 aus durchsichtigem
Material abzudekken, so daß der Treibhauseffekt ausgenutzt und eine unerwünschte
Kühlung des Hohlkörperteils 3 durch Wind und dgl.
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verhindert werden. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist an den
beiden einander zugewendeten Innenseiten der Seitenwände der abgekröpften Flansche
jeweils eine leistenförmige Schulter 32 ausgebildet, auf welchen die Abdeckplatte
31 unter Zwischenschaltung nicht gezeigter Dichtungsstreifen aufgelegt werden kann.
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Auf der Außenseite der abgekröpften Flansche ist z.B. mit nicht gezeigten
Schrauben jeweils eine entsprechend profilierte Befestigungsleiste 33 befestigt,
die, wieder unter Zwischenschaltung von Dichtungsstreifen, die Abdeckplatte 31 an
ihren Seitenrändern gegen die Schulter 32 anpreßt,so daß die Abdeckplatte 31 zwischen
den Schultern und den Befestigungsleisten eingeklemmt gehalten ist.
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Die Befestigungsleisten 33 können außerdem eine Führung für einen
verstellbaren Sonnenschutz bilden, durch welchen die Außenseite der Abdeckplatte
wahlweise mehr oder weniger gegen die Sonneneinstrahlung abgeschirmt werden kann.
Hierdurch läßt sich eine Temperatursteuerung des Wärmeträgermediums erreichen. Zur
Führung des Sonnenschutzes bilden die Befestigungsleisten 33 rechteckige Nuten 34,
die mit ihrer offenen Seite einander zugewendet sind.
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Anstelle der Ausbildung der Auflageschultern 32 an der Verkleidungsplatte
1 selbst können auch entsprechende Halter verwendet werden, die über die Außenseite
der abgekröpften Flansche gehängt und mit diesen z.B. gemeinsam mit den Befestigungsleisten
33 verschraubt werden. Solche Halter können entsprechend abgewinkelte Flacheisen
sein, die in entsprechenden Abständen entlang den Flanschen verteilt angeordnet
sind. Falls einander benachbarte Verkleidungsplatten
1 mit einer
durchsichtigen Abdeckplatte 31 und/oder einem Sonnenschutz versehen werden sollen,
können die Befestigungsleisten und Halter entsprechend symmetrisch so gestaltet
werden, daß sie gleichzeitig zur Befestigung beider Abdeckplatten dienen.