DE2802549A1

DE2802549A1 - Solar heat collecting element - comprises heat-absorbing panel and spaced back plate connected by evenly distributed two-component polyurethane spacers

Info

Publication number: DE2802549A1
Application number: DE19782802549
Authority: DE
Inventors: Kurt Winkler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-01-18
Filing date: 1978-01-18
Publication date: 1979-08-30

Abstract

Solar heat collector comprises a rectangular heat-absorption panel opposite a spaced back plate, both defining a space for the heat carrier medium. The heat-absorption panel and back plate are linked by connectors which are evenly distributed over their surfaces and along their circumferences. The connectors of self-curing plastics material, e.g. a 2-component polyurethane. The connectors may be of a rivet-type. Both the heat-absorption panel and the back plate have dish-shaped depressions which are evenly distributed over their surfaces.

Description

Wärmekollektor zur Ausnützung derHeat collector to take advantage of the

Sonnenenergie und Verwendung desselben als Abdeckelement für Dächer Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmekollektor zur Ausnützung der Sonnenenergie mit einer ebenen, rechteckigen Wärmeabsorptionsplatte und einer in einem Abstand gegenüberliegend angeordneten Rückenplatte, die einen Raum zur Aufnahme eines Wärmeträgermediums bestimmen sowie auf die Verwendung desselben als Abdeckelement für Dächer.Solar energy and its use as a covering element for roofs the The invention relates to a heat collector for utilizing solar energy with a flat, rectangular heat absorbing plate and one at a distance oppositely arranged back plate, which has a space for receiving a heat transfer medium determine as well as the use of the same as a cover element for roofs.

Wärmekollektoren zur Umwandlung von Sonnenstrahlung sind allgemein bekannt, bei denen der sogenannte Treibhauseffekt ausgenutzt wird. Bei diesen Kollektoren ist eine lichtdurchlässige Schicht in einem Abstand von einer Wärmegewinnungsfläche angeordnet. Heat collectors for converting solar radiation are common known, in which the so-called greenhouse effect is exploited. With these collectors is a translucent layer at a distance from a heat-harvesting surface arranged.

Aus der DT-GM 77 08 918 ist ein Solarheizungsbausatz bekannt, bei dem die Wärmegewinnungsfläche mit ein Wärmeaustauschmedium führenden Rohren in wärmeleitenden Kontakt steht. Dieser Bausatz hat den Nachteil, dass nicht die ganze Wärmegewinnungsfläche mit dem Wärmeträger in Kontakt steht. A solar heating kit is known from DT-GM 77 08 918, at which the heat recovery surface with a heat exchange medium leading pipes in thermally conductive Contact is available. This kit has the disadvantage that it does not take up the entire heat recovery area is in contact with the heat transfer medium.

Somit können die oft sehr geringen Wärmemengen nicht schnell und verlustlos aus dem Wärmekollektor abgeführt werden.This means that the often very small amounts of heat cannot be used quickly and without loss be discharged from the heat collector.

Aus der CH-PS 587 458 ist ein Wärmekollektor für eine Sonnenheizung bekannt, bei dem der Wärmeträger mit einer Wärmeabsorptionsplatte in Kontakt steht, wodurch die Wärmeausnutzung verbessert wird. From CH-PS 587 458 is a heat collector for solar heating known, in which the heat carrier is in contact with a heat absorption plate, whereby the heat utilization is improved.

Dem vorstehend erwähnten Solarheizungsbausatz bzw. Wärmekollektor für eine Sonnenheizung haftet der Nachteil an, dass sie lediglich die Sonnenergie ausnutzen. The aforementioned solar heating kit or heat collector the disadvantage of solar heating is that it only uses solar energy exploit.

Aus der DT-GM 77 02 041 ist ein Bausatz für Dächer von Gebäuden bekannt, bei dem neben der Sonnenenergie auch die Umgebungslufttemperatur durch ein durch ein Wärmepumpensystem zu Beheizungszwecken ausgenutzt werden kann. Dieser Bausatz weist jedoch den Nachteil auf, dass nicht die ganze Wärmegewinnungsfläche mit dem Wärmeträger in Kontakt steht, so dass die geringen aus der UmgebungsluZbemperatur ableitbaren Wärmemengen nicht wirkungsvoll ausgenützt werden können. A kit for roofs of buildings is known from DT-GM 77 02 041, in which in addition to the solar energy also the ambient air temperature by a a heat pump system can be used for heating purposes. This kit however, has the disadvantage that not the entire heat recovery area with the Heat transfer medium is in contact, so that the low from the ambient air temperature The amount of heat that can be dissipated cannot be used effectively.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die angegebenen Nachteile zu beheben. The purpose of the present invention is to address the stated disadvantages remedy.

Es stellt sich somit die Aufgabe einen Wärmekollektor der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem durch die grossflächige Ausnützung auch die Temperaturdifferenz zwischen dem Wärmeträger und der Umgebungslufttemperatur wirksam ausgenützt werden kann Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Wärmeabsorptionsplatte und die Rückenplatte an gleichmässig über ihre Fläche verteilten Stellen und an ihrem Umfang miteinander verbunden sind. There is thus the task of a heat collector of the initially to create the type mentioned, in which by the large-scale utilization also the temperature difference between the heat transfer medium and the ambient air temperature can be effectively used can The invention solves this problem in that the heat absorption plate and the back plate at points evenly distributed over its surface and on its Scope are interconnected.

Es ist von Vorteil, wenn die Wärmeabsorptionsplatte und die Rückenplatte mit Einbuchtungen versehen sind, die einander gegenüberliegend ausgebildet sind, derart, dass sie mit mindestens einem Abschnitt der Innenfläche aneinander anliegen, und dass Mittel vorgesehen sind, um die Wärmeabsorptionsplatte und die Rückenplatte in den Abschnitten miteinander zu verbinden und wenn die Wärmeabsorptionsplatte und die Rückenplatte an ihrem Umfang mittels eines selbstaushärtenden Kunststoffmaterials verbunden sind. It is advantageous if the heat absorption plate and the back plate are provided with indentations which are formed opposite one another, in such a way that they rest against one another with at least a portion of the inner surface, and that means are provided around the heat absorbing plate and the back plate in the sections to connect together and if the heat absorbing plate and the back plate on its periphery by means of a self-hardening plastic material are connected.

Es ist zweckmässig, wenn die Einbuchtungen tassenförmig und gleichmässig über die Plattenoberfläche verteilt ausgebildet sind und wenn die Einbuchtungen kanalförmig und parallel zueinanderliegend ausgebildet sind. It is useful if the indentations are cup-shaped and even are formed distributed over the plate surface and if the indentations are channel-shaped and parallel to each other.

Eine Verwendung des Wärmekollektors als Abdeckelement für Dächer ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass von den in Fallrichtung liegenden Seitenrändern der eine Seitenrand mit einem im wesentlichen U-förmigen sich im wesentlichen über den Seitenrand erstreckenden Profil mit dem einen Schenkel am Seitenrand befestigt ist und der andere Schenkel als Auflage für den benachbarten Wärmekollektor dient, und dass von den senkrecht zu den Seitenrändern verlaufenden Stirnrändern der eineStirnrand mit mindestens einer Laschezur Befestigung des Wärmekollektors am Dach versehen ist Mit dieser Ausführung kann ein Dach vollständig mit Wärmekollektoren abgedeckt werden. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die gesamte Dachfläche als Wärmegewinnungsfläche ausgenützt. Ferner kann bei einfacher Montage auf preiswerte Weise ein Wärmeaustausch erzielt werden. A use of the heat collector as a cover element for roofs is characterized according to the invention in that of the lying in the direction of fall Side edges of one side edge with a substantially U-shaped is substantially on the side edge extending profile with one leg attached to the side edge and the other leg serves as a support for the adjacent heat collector, and that of the end edges running perpendicular to the side edges, one end edge with at least one Strap for attaching the heat collector to the Roof is provided With this design, a roof can be completely equipped with heat collectors to be covered. As a result, the entire roof area is in an advantageous manner Heat recovery area exploited. Furthermore, with simple assembly on inexpensive Way a heat exchange can be achieved.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf einen als Abdeckelement für ein Dach ausgebildeter Wärmekollektor, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. I, Wie aus den Figuren ersichtlich ist, weist der Wärmekollektor eine Wärmeabsorptionsplatte 1 und eine Rückenplatte 2 auf, die einen senkrecht zur Plattenfläche stehenden Rand 3 bzw. 4 haben, von dem jeweils ein Abschnitt 5 bzw. 6 unter einem spitzen Winkel bezüglich den Rändern 3 bzw. 4 abgewinkelt sind und zwar bei der Wärmeabsorptionsplatte 1 nach innen und bei der Rückenplatte I nach aussen. The following is an embodiment of the subject invention explained in more detail. There are shown: FIG. 1 a plan view of a cover element for a roof designed heat collector, Fig. 2 is a section along the line II-II 1 and 3 show a section along the line III-III in FIG As can be seen in the figures, the heat collector has a heat absorption plate 1 and a back plate 2, which has an edge perpendicular to the plate surface 3 or 4, each of which has a section 5 or 6 at an acute angle are angled with respect to the edges 3 and 4, namely in the case of the heat absorption plate 1 to the inside and for the back plate I to the outside.

Die Rückenplatte 2 ist in die Wärmeabsorptionsplatte 1 eingelegt und liegt am Rand 4 an der Wärmeabsorptionsplatte 1 an, so dass ein Hohlraum zur Aufnahme eines Wärmeträgermediums entsteht. The back plate 2 is inserted into the heat absorption plate 1 and lies at the edge 4 on the heat absorption plate 1, so that a cavity for Absorption of a heat transfer medium arises.

Um die Platten 1,2 zu versteifen, sind Einbuchtungen 7 in den Platten 1,2 vorgesehen, die an gleichmässig über die Plattenflächen verteilten Stellen ausgebildet sind. Die Einbuchtungen 7 sind einander gegenüberliegend ausgebildet und liegen aneinander an. Im Zentrum der Einbuchtungen 7 sind Nieten 8 plaziert, durch welche die Platten 1,2 miteinander verbunden sind. In dem zwischen den Rändern 3,4 der zusammengesetzten Platten 1,2 vorhandenen Raum ist ein selbstaushärtendes Kunststoffmaterial 9 z.B. Zweikomponenten-Polyurethan eingebracht, durch welchen die Platten 1 und 2 am Umfang miteinander verbunden werden. In order to stiffen the plates 1, 2, indentations 7 are in the plates 1.2 provided, which are formed at points evenly distributed over the plate surfaces are. The indentations 7 are formed opposite one another and lie to each other. In the center of the indentations 7 rivets 8 are placed through which the plates 1,2 are connected to one another. In which between the edges 3.4 the composite panels 1,2 existing space is a self-curing Plastic material 9 e.g. two-component polyurethane introduced through which the plates 1 and 2 are connected to each other on the circumference.

In der Rückenplatte 2 sind ferner zwei Rohrstutzen 10,11 vorgesehen, an die Rohrleitungen 12 anschliessbar sind und über welche das Wärmeträgermedium zugeführt bzw. abgeleitet wird. Die Rohrleitungen 12 bestehen aus Kunststoff und sin durch eine nicht dargestellte Bride befestigt. In the back plate 2 two pipe sockets 10, 11 are also provided, can be connected to the pipes 12 and via which the heat transfer medium is supplied or derived. The pipes 12 are made of plastic and are fastened by a clamp, not shown.

Anstelle der tassenförmigen Einbuchtungen 7 können auch kanalförmige Einbuchtungen vorgesehen werden, die parallel zueinanderliegend ausgebildet sind. In diesem Fall werden die Platten am Grund der kanalförmigen Einbuchtung mit einer Punktschweiss- oder Rollenschweissnaht miteinander verbunden werden. Instead of the cup-shaped indentations 7, channel-shaped Indentations are provided which are formed parallel to one another. In this case, the plates are at the bottom of the channel-shaped indentation with a Spot welds or roller welds are connected to one another.

Um die Platten an ihrem Umfang miteinander zu verbinden können diese anstelle durch Ausgiessen mit dem selbstaushärtenen Kunststoffmaterial auch durch Schweissen oder Löten verbunden werden. In order to connect the plates to one another at their periphery, they can instead of pouring the self-hardening plastic material through Welding or soldering are connected.

Die Platten 1,2 können aus Kupfer oder Aluminum hergestellt werden, dabei ist darauf zu achten, dass die Aussenfläche der Wärmeträgerplatte 1 reflexionsarm, d.h. dunkel ist. The plates 1, 2 can be made of copper or aluminum, It is important to ensure that the outer surface of the heat transfer plate 1 is low-reflection, i.e. is dark.

Bei Wärmekollektoren aus Aluminium wird auf dieser Aussenfläche schwarze Farbe oder andere geeignete Mittel vorgesehen.In the case of heat collectors made of aluminum, this outer surface is black Paint or other suitable means provided.

Auf der Rückenplatte 2 wird eine Schicht 13 aus Kunststoff vorgesehen. A layer 13 made of plastic is provided on the back plate 2.

Der in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Wärmekollektor ist als Abdeckelement für ein geneigtes Dach ausgbildet. Zu diesem Zweck ist an einen von den beiden in Fallrichtung verlaufenden Seitenrändern ein im wesentlichen U-förmiges Profil 14 vorgesehen. Das Profil 14 ist mit einem Schenkel 15 am Rand 4 der Rückenplatte 2 befestigt, so dass der andere Schenkel 16 in einem Abstand parallel zum Seitenrand verläuft und sich im wesentlichen über den ganzen Seitenrand erstreckt. Der freiliegende Schenkel 16 dient als Auflage für einen benachbarten Wärmekollektor, so dass eine Ablaufrinne für das Regenwasser gebildet wird. The heat collector shown in Figures 1 to 3 is as a cover element trained for a sloping roof. For this purpose, one of the two in The side edges running in the direction of fall have an essentially U-shaped profile 14 intended. The profile 14 has a leg 15 on the edge 4 of the back plate 2 attached so that the other leg 16 at a distance parallel to the side edge runs and extends substantially over the entire side edge. The exposed one leg 16 serves as a support for an adjacent heat collector, so that a drainage channel for the rainwater is formed.

An einem der senkrecht zu den Seitenrändern verlaufenden Stirnrand sind zwei Laschen 17 befestigt. Die Laschen 17 sind an einem freien Ende am Rand 4 der Rückenplatte 2 befestigt. An der Lasche 17 ist ein Anschlag 18 vorgesehen, mit dem der Wärmekollektor auf einer Dachlatte 19 abgestützt wird. Am anderen freien Ende der Lasche 17 wird der Wärmekollektor an der Dachlatte 19 befestigt. On one of the front edges running perpendicular to the side edges two tabs 17 are attached. The tabs 17 are at a free end on the edge 4 of the back plate 2 attached. A stop 18 is provided on the tab 17, with which the heat collector is supported on a roof batten 19. At the other free At the end of the flap 17, the heat collector is attached to the roof batten 19.

Der Einbau des Wärmekollektors in eine Heizungsanlage ist bekannt und braucht nicht im Detail beschrieben zu werden. Eine derartige Anlage enthält einen Warmspeicher, an den der Wärmekollektor angeschlossen ist, und eine Wärmepumpe mit dem Wärmeträger, z.B. Wasser, die Wärme entzogen wird. The installation of the heat collector in a heating system is known and need not be described in detail. Such an attachment contains a hot storage tank to which the heat collector is connected and a heat pump with the heat transfer medium, e.g. water, the heat is extracted.

Neben dem Warmspeicher, der als Tagesspeicher verwendet wird, kann zusätzlich auch ein Kaltspeicher, z.B. ein Erdspeicher, der mit dem Wärmekollektor verbunden ist, verwendet werden.In addition to the hot storage tank, which is used as a day storage tank, In addition, there is also a cold storage tank, e.g. an underground storage tank that is connected to the heat collector connected.

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Claims

Claims ll heat collector for utilizing solar energy with a flat, rectangular heat absorbing plate and one at a distance oppositely arranged back plate which has a space for receiving a heat transfer medium determine, characterized in that the heat absorption plate (1) and the back plate (2) At points evenly distributed over their area and with one another along their circumference are connected.

2. Heat collector according to claim 1, characterized in that the Provide the heat absorption plate (1) and the back plate (2) with indentations (7) which are formed opposite one another in such a way that they are at least a portion of the inner surface bear against one another, and that means (8) are provided are to the heat absorbing plate (17) and the back plate (2) in the sections to connect with each other.

3. Heat collector according to claim 1, characterized in that the Heat absorption plate (1) and the back plate (2) on its periphery by means of a self-curing plastic material (9) are connected.

4. Heat collector according to claim 3, characterized in that the self-curing plastic material is a two-component polyurethane.

5. Heat collector according to claim 2, characterized in that the Indentations (7) cup-shaped and evenly distributed over the plate surface are trained.

6. Heat collector according to claim 2, characterized in that the Indentations (7) are channel-shaped and parallel to one another.

7. Heat collector according to claims 2 and 5, characterized in that that the means (8) for connecting the heat absorbing plate C1) and the back plate (2) rivets are.

8. Use of the heat collector as a cover for inclined Roofs, characterized in that the side edges lying in the direction of fall the one side edge with a substantially U-shaped substantially over the side edge extending profile (14) is provided, wherein the profile (14) with one leg (15) is attached to the side edge and the other leg (16) serves as a support for the adjacent heat collector, and that of the perpendicular to the side edges running end edges of one end edge with at least a pocket (17) is provided for attaching the heat collector to the roof.