DE29517189U1 - Housing for solar collectors made of a porosified lightweight building material - Google Patents
Housing for solar collectors made of a porosified lightweight building materialInfo
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Description
L. Voit, F. Warmuth: Solarkoüektorengehäuse - 2 -L. Voit, F. Warmuth: Solar collector housings - 2 -
BeschreibungDescription
Gehäuse für Solarkollektoren aus einem porosierten Leichtbaustoff-Formkörper.Housing for solar collectors made of a porous lightweight material molded body.
Solarkollektoren dienen der Nutzung von Sonnenenergie zur Beheizung von Gebäuden, zur Warmwasserbereitung und zur Erzeugung von elektrischem Strom. Solarkollektoren heutiger Bauart bestehen im wesentlichen aus einem Absorber für die Aufnahme und Umformung der Sonnenenergie, einer frontseitigen transparenten Scheibe, einer rückseitigen Isolierung und einem Gehäuse. Das Gehäuse hat dabei die Aufgaben, den Zusammenhalt der Komponenten zu gewährleisten, in Verbindung mit der Isolierung die Abstrahlung der absorbierten Energie zu verhindern und die Komponenten vor schädlichen äußeren Einflüssen zu schützen.Solar collectors are used to use solar energy to heat buildings, to heat water and to generate electricity. Solar collectors of today's design essentially consist of an absorber for absorbing and converting solar energy, a transparent pane on the front, insulation on the back and a housing. The housing has the task of ensuring that the components are held together, in conjunction with the insulation, preventing the radiation of the absorbed energy and protecting the components from harmful external influences.
Für Solarkollektorengehäuse sind verschiedene Bauweisen bekannt:There are various designs known for solar collector housings:
• Tiefgezogene Metallgehäuse aus Aluminium oder Edelstahl. Aluminium soll aus ökologischen Gründen im Bauwesen nicht mehr zum Einsatz kommen. Edelstahl führt zu einem hohen Gehäusegewicht. • Deep-drawn metal housings made of aluminum or stainless steel. Aluminum should no longer be used in construction for ecological reasons. Stainless steel results in a high housing weight.
• Montierte Gehäuse aus Aluminium- Stahl- oder Kunststoffprofilen mit flächigen Füllkörpern wie Aluminiumblech oder Kunststofftafeln. Die Montage von Einzelteilen kann aufwendig sein. Eine Konstruktion aus vielen Einzelteilen kann instabil sein. Aluminium und verschiedene Kunststoffsorten sollen aus ökologischen Gründen im Bauwesen nicht mehr zum Einsatz kommen.• Assembled housings made of aluminum, steel or plastic profiles with flat fillers such as aluminum sheet or plastic panels. The assembly of individual parts can be complex. A construction made up of many individual parts can be unstable. Aluminum and various types of plastic should no longer be used in construction for ecological reasons.
• Gehäuse aus faserverstärkten Kunststoffen. Faserverstärkte Kunststoffe sind nicht recyclingfahig und somit im Bauwesen zu vermeiden.• Housing made of fiber-reinforced plastics. Fiber-reinforced plastics cannot be recycled and should therefore be avoided in construction.
• Verschiedene Sonderlösungen, die in der Regel aus der Zeit der Technologieeinführung und Prototypenphase entstammen (Holzrahmen, Stahlrahmenkonstruktionen, usw.) sowie Vakuumkollektoren für die Warmwassererzeugung, die hinsichtlich ihrer Herstell- und Instandhaltungskosten keine wirtschaftlichen Lösungen darstellen.• Various special solutions, which usually date back to the time of technology introduction and the prototype phase (wooden frames, steel frame constructions, etc.) as well as vacuum collectors for hot water production, which do not represent economical solutions in terms of their manufacturing and maintenance costs.
Für die rückseitige Isolierung werden üblicherweise aus dem Bauwesen stammende Isolierstoffe wie Mineralfasermatten, Schaumkunststoffe, Zellstoff- und Wollisolierstoffe verwendet. Mineralfasermatten werden als krebserregend eingestuft. Schaumkunststoffe sind aus ökologischen Gründen im Bauwesen zu vermeiden. Zellstoff- und Wollisolierstoffe können durch Feuchtigkeit und tierische oder pflanzliche Schädlinge angegriffen werden.For the rear insulation, insulating materials from the construction industry are usually used, such as mineral fiber mats, foam plastics, cellulose and wool insulation materials. Mineral fiber mats are classified as carcinogenic. Foam plastics should be avoided in construction for ecological reasons. Cellulose and wool insulation materials can be attacked by moisture and animal or plant pests.
Eine Gehäuseausfuhrung, die auch die Funktion der rückseitigen Isolierung übernimmt, ist nicht bekannt. Die frontseitige Scheibe wird üblicherweise mit Metall-, Kunststoff- oder Gummiprofilen sowie auch mit Silikonkleberaupen mit dem Gehäuseformkörper verbunden.A housing design that also takes on the function of rear insulation is not known. The front panel is usually connected to the housing molding with metal, plastic or rubber profiles as well as with silicone adhesive beads.
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L. Voit, F. Warmuth: Solarkollektorengehäuse - 3 -L. Voit, F. Warmuth: Solar collector housings - 3 -
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Solarkollektorengehäuse mit geringen Eigengewicht zu schaffen, das aus einem thermisch gut isolierenden Werkstoff besteht, dessen Werkstoffe problemlos recyclingfähig sind sowie Funktionselemente integriert. Darüber hinaus sollen eine Reduzierung der Anzahl der erforderlichen Bauelemente für Solarkollektoren erreicht und somit die Herstellkosten für Solarkollektoren gesenkt werden.The invention specified in claim 1 is based on the problem of creating a solar collector housing with a low weight, which consists of a material with good thermal insulation, the materials of which can be easily recycled and has integrated functional elements. In addition, the number of components required for solar collectors is to be reduced, thus reducing the manufacturing costs for solar collectors.
Diese Probleme werden mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.These problems are solved with the features listed in claim 1.
Mit der Erfindung wird erreicht, daß die Bauelemente des Solarkollektors miteinander verbunden werden und daß darüber hinaus die innen liegenden Bauelemente, wie der Absorber, vor äußeren Einflüssen geschützt werden. Das Gehäuse wird vorteilhafterweise aus porosiertem Kalksilikat wie beispielsweise in DE 25 26 258 C2, DE 26 09 099 C2 und EP 0 038 552 Bl beschrieben hergestellt. Denkbar ist auch die Verwendung von Schaumbeton wie beispielsweise in WO 82/03622 beschrieben oder von anderen porosierten mineralischen Leichtbaustoffen. Die Verwendung von porosierten Mineralbaustoffen führt zu einem geringen Gehäusegewicht, da für diese Baustoffe eine Dichte von 130 kg/m3 bis 400 kg/m3 erreicht wird. Der hohe Luft- oder Gasanteil bewirkt eine gute thermische Isolation. Die Integration von Funktions-, Verbindungs- und Handhabungselementen durch eine entsprechende Gestaltung der Gußform reduziert die Anzahl der erforderlichen Bauelemente. Die hohe Steifigkeit des mineralischen Baustoffs verhindert größere Verformungen durch das Eigengewicht des Kollektors oder äußere Krafteinwirkungen und verringert die sich aus Verformungen ergebende Bruchgefahr der Frontscheibe. Nicht mineralische Funktionselemente wie z.B. Kranhakenösen können beim Urformen als Insert-Element integriert werden. Weiterhin ermöglicht die Verwendung von mineralischen Leichtbaustoffen die Vermörtelung des Gehäuseformkörpers und die annähernd beliebige Einfärbung. Für das Erzielen verschiedener Festigkeiten innerhalb des Gehäuseformblocks können Gehäuseformblöcke wie in WO 82/03622 beschrieben aus Rohmaterial mit verschiedenen Rohdichten hergestellt werden. Ein erhöhte Festigkeit, die gleichzeitig aber auch eine höhere Dichte mit sich bringt und deswegen soweit möglich nicht verwendet werden sollt, kann für die Verbindungselemente und die Außenschicht vorteilhaft sein.The invention ensures that the components of the solar collector are connected to one another and that the internal components, such as the absorber, are protected from external influences. The housing is advantageously made from porous lime silicate as described for example in DE 25 26 258 C2, DE 26 09 099 C2 and EP 0 038 552 Bl. It is also conceivable to use foam concrete as described for example in WO 82/03622 or other porous mineral lightweight building materials. The use of porous mineral building materials leads to a low housing weight, since a density of 130 kg/m 3 to 400 kg/m 3 is achieved for these building materials. The high air or gas content results in good thermal insulation. The integration of functional, connecting and handling elements by appropriate design of the mold reduces the number of required components. The high rigidity of the mineral building material prevents major deformations caused by the weight of the collector or external forces and reduces the risk of the front panel breaking due to deformations. Non-mineral functional elements such as crane hook eyes can be integrated as insert elements during the primary forming process. Furthermore, the use of mineral lightweight building materials enables the housing mold to be mortared and colored in almost any desired way. To achieve different strengths within the housing mold block, housing mold blocks can be made from raw material with different densities as described in WO 82/03622. Increased strength, which at the same time also brings with it a higher density and should therefore not be used where possible, can be advantageous for the connecting elements and the outer layer.
Eine Ausgestaltung der Erfindung mit einem anderen Gehäusewerkstoff ist im Schutzanspruch 2 angegeben.An embodiment of the invention with a different housing material is specified in claim 2.
Statt des mineralischen Leichtbaustoffs ist es auch möglich, für die Herstellung des Gehäuseformkörpers einen anderen porösen Leichtbaustoff wie zum Beispiel polymeren Schaumstoff oder Aluminiumschaum zu verwenden. Die Ausgestaltung kann zu einem geringeren Kollektorgewicht und zu höheren energetischen Wirkungsgraden führen.Instead of the mineral lightweight material, it is also possible to use another porous lightweight material such as polymer foam or aluminum foam to manufacture the housing mold. This design can lead to a lower collector weight and higher energy efficiency.
L. Voit, F. Warmuth: Solarkollektorengehäuse - 4 -L. Voit, F. Warmuth: Solar collector housings - 4 -
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutzanspruch 3 angegeben.An advantageous embodiment of the invention is specified in claim 3.
Die Weiterbildung nach Schutzanspruch 3 ermöglicht die einfache, schnelle, dichte und ästhetische Befestigung der frontseitigen Glasscheibe, indem die Scheibe mit einem dauerelastischen Verklebungssystem auf den Gehäuseformkörper aufgeklebt wird. Die Elastizität der Verklebung wirkt einer Verspannung der Bauelemente und einer damit möglichen Beschädigung der Scheibe vor. Die Verklebung kann gemäß den aus der Kfz-Produktion bekannten Verfahren zur Fensterscheibenverklebung ausgeführt werden.The further development according to claim 3 enables the front glass pane to be attached simply, quickly, tightly and aesthetically by gluing the pane to the housing molding using a permanently elastic bonding system. The elasticity of the bond prevents the components from becoming distorted and thus potentially damaging the pane. The bonding can be carried out using the processes known from automotive production for bonding window panes.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutzanspruch 4 angegeben.A further advantageous embodiment of the invention is specified in claim 4.
Die Weiterbildung nach Schutzanspruch 4 ermöglicht eine vorteilhafte Verteilung der Füge- und Verbindungskräfte zwischen der frontseitigen Scheibe und dem Gehäuseformkörper. Ein Gummioder Kunststoffprofil mit profiliertem Querschnitt, auf welches die Frontscheibe aufgeklebt wird, kann so in dem Gehäuseformkörper fest verankert werden. Es bietet sich an, das Profil bereits bei der Urformung des Gehäuseformkörpers als Insert-Element zu integrieren.The further development according to claim 4 enables an advantageous distribution of the joining and connection forces between the front pane and the housing molding. A rubber or plastic profile with a profiled cross-section, to which the front pane is glued, can thus be firmly anchored in the housing molding. It is advisable to integrate the profile as an insert element during the initial formation of the housing molding.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutzanspruch 5 angegeben.A further advantageous embodiment of the invention is specified in claim 5.
Die Weiterbildung nach Schutzanspruch 5 ermöglicht eine Integration des Solarkollektors in die Dacheindeckung. Der herkömmliche Aufwand für die Verblechung kann durch das Ineinandergreifen von Gehäuseformkörper und Dachsteinen erheblich reduziert werden. Es ist weiterhin vorstellbar, mit ähnlich ausgebildeten Verbindungselementen mehrere Solarkollektoren zu einem geschlossenen Feld zu verbinden.The further development according to claim 5 enables the solar collector to be integrated into the roof covering. The conventional effort for the sheet metal can be significantly reduced by the interlocking of the housing molding and roof tiles. It is also conceivable to connect several solar collectors to form a closed field using similarly designed connecting elements.
Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis 4 erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is explained with reference to Figures 1 to 4. They show:
Fig. 1 das Solarkollektorengehäuse einschließlich der exemplarisch dargestellten Bauelemente Absorber (2) und Frontscheibe (1),Fig. 1 the solar collector housing including the exemplary components absorber (2) and front panel (1),
Fig. 2 einen Schnitt durch den Gehäuseformkörper (3) mit der als Verklebung (7) ausgeführten Befestigung der Frontscheibe (1),Fig. 2 a section through the housing molding (3) with the fastening of the front panel (1) carried out as an adhesive (7),
Fig. 3 einen Schnitt durch den Gehäuseformkörper (3) mit der als Gummi- oder Kunststoffprofil (8) ausgeführten Befestigung der Frontscheibe (1),Fig. 3 a section through the housing molding (3) with the fastening of the front panel (1) designed as a rubber or plastic profile (8),
Fig. 4 einen Schnitt durch den Gehäuseformkörper (3) mit seitlichen Verbindungselementen (9) und (10).Fig. 4 a section through the housing molding (3) with lateral connecting elements (9) and (10).
In den Figuren ist das Solarkollektorengehäuse mit Gehäuseformkörper (3), frontseitiger Scheibe (1), und integrierten exemplarischen Verbindungselementen (4) dargestellt. Die Anschlußdurchfuhrungen (6) ermöglichen die Durchführung der Anschlüsse (5) des Absorbers (2). Mit der Verklebung (7) oder alternativ mit dem KunststofF-/Gummiprofil (8) wird die Frontscheibe (1) mitThe figures show the solar collector housing with housing molding (3), front panel (1), and integrated exemplary connecting elements (4). The connection bushings (6) enable the connections (5) of the absorber (2) to be passed through. The front panel (1) is connected to the housing with the adhesive (7) or alternatively with the plastic/rubber profile (8).
L. Voit, F. Warmuth: Solarkollektorengehäuse - 5 -L. Voit, F. Warmuth: Solar collector housings - 5 -
dem Gehäuseformkörper (3) verbunden. Die Ausführung des Profils (8) ist hier so gewählt, daß eine gleichmäßige Krafteinleitung in den Gehäuseformkörper erreicht wird. Die in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellten Schnitte durch den Gehäuseformkörper zeigen eine exemplarische, mittig angebrachte Versteifungsrippe. Die seitlichen Verbindungselemente nach Fig. 4 ermöglichen das formschlüssige Ineinandergreifen des Gehäuseformkörpers und der Dacheindeckung. Für unterschiedliche Dacheindeckungen sind verschiedene Ausprägungen der Verbindungselemente möglich. Wenn die seitlichen Verbindungselemente so gestaltet werden, daß sie nicht über den eigentlichen Gehäuseformkörper überstehen, ist eine Verbindung mehrerer Solarkollektoren zu einem geschlossenen Feld möglich.the housing molding (3). The design of the profile (8) is chosen here so that a uniform introduction of force into the housing molding is achieved. The sections through the housing molding shown in Fig. 2 and Fig. 3 show an exemplary, centrally mounted stiffening rib. The side connecting elements according to Fig. 4 enable the housing molding and the roof covering to engage in a positive fit. Different types of connecting elements are possible for different roof coverings. If the side connecting elements are designed so that they do not protrude beyond the actual housing molding, it is possible to connect several solar collectors to form a closed field.
Claims (5)
dadurch gekennzeichnet,2. Housing for solar collectors according to protection claim 1
characterized,
dadurch gekennzeichnet,3. Housing for solar collectors according to protection claim 1 or 2
characterized,
dadurch gekennzeichnet,4. Housing for solar collectors according to protection claims 1 to 3
characterized,
dadurch gekennzeichnet,5. Housing for solar collectors according to protection claims 1 to 4
characterized,
Priority Applications (1)
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| DE29517189U DE29517189U1 (en) | 1995-10-23 | 1995-10-23 | Housing for solar collectors made of a porosified lightweight building material |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE29517189U DE29517189U1 (en) | 1995-10-23 | 1995-10-23 | Housing for solar collectors made of a porosified lightweight building material |
Publications (1)
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|---|---|
| DE29517189U1 true DE29517189U1 (en) | 1995-12-21 |
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|---|---|---|---|
| DE29517189U Expired - Lifetime DE29517189U1 (en) | 1995-10-23 | 1995-10-23 | Housing for solar collectors made of a porosified lightweight building material |
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| DE (1) | DE29517189U1 (en) |
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- 1995-10-23 DE DE29517189U patent/DE29517189U1/en not_active Expired - Lifetime
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