AT337U1 - SOLAR ENERGY ROOF - Google Patents
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Description
AT 000 337 UlAT 000 337 ul
Die Erfindung betrifft ein Solarenergiedach, bei dem die Dachhaut von Blechbahnen gebildet wird, welche mittels Falzen miteinander verbunden sind und an denen Rohre zur Leitung eines Wärmeaustauschmediums befestigt sind.The invention relates to a solar energy roof in which the roof skin is formed by sheet metal webs which are connected to one another by means of folds and to which tubes for guiding a heat exchange medium are fastened.
Ein Solarenergiedach dieser Art, das als Wärmekollektor arbeitet, ist aus der EP-Al 32 965 bekannt. Bei einem solchen System ist es möglich, die Blechbahnen mit daran befestigten Rohren vorzufertigen und in diesem Zustand zur Baustelle anzuliefem. Mittels einer für Blechdächer üblichen Verlegungstechnik kann dann das Dach mit einer geschlossenen Blechaußenhaut versehen werden. Die Mehrkosten im Vergleich zu einem konventionellen Blechdach ohne Wärmekollektorfunktion sind dabei relativ gering.A solar energy roof of this type, which works as a heat collector, is known from EP-Al 32 965. With such a system, it is possible to prefabricate the sheet metal sheets with pipes attached to them and to deliver them to the construction site in this state. The roof can then be provided with a closed sheet metal outer skin by means of a laying technique that is customary for sheet metal roofs. The additional costs compared to a conventional sheet metal roof without a heat collector function are relatively low.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Funktionstüchtigkeit und die Effizienz des aus der EP-Al 32 965 bekannten Solardaches zu verbessern.The object of the invention is to improve the functionality and the efficiency of the solar roof known from EP-Al 32 965.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Solarenergiedach eine die Rohre zumindest teilweise überdeckende transparente Abdeckung aufweist, wobei die transparente Abdeckung von einer Anzahl von an den Blechbahnen befestigten oder ausgebildeten Trägerelementen in einem Abstand zu den die Dachhaut bildenden Blechbahnen gehalten wird.This is achieved according to the invention in that the solar energy roof has a transparent cover which at least partially covers the tubes, the transparent cover being held at a distance from the sheet metal sheets forming the roof skin by a number of support elements fastened or formed on the sheet metal sheets.
Weiters ist es vorteilhaft, daß die Rohre außen an den Blechbahnen mittels einer Stoffschlüssigen Verbindung, vorzugsweise durch eine Lötung oder Schweißung, befestigt sind.It is also advantageous that the tubes are attached to the outside of the sheet metal webs by means of a material connection, preferably by soldering or welding.
Durch den Treibhauseffekt und die verbesserte Isolation, welche durch die transparente Abdeckung und das zwischen Abdeckung und Blechdach gebildete Luftpolster bewirkt werden, wird der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Solarener- AT 000 337 Ul giedaches gegenüber der aus der EP-Al 32 965 bekannten Einrichtung deutlich erhöht. Zu einer weiteren Verbessereung des Wirkungsgrades des erfindungsgemäßen Solarenergiedaches kommt es aufgrund des geringeren Wärmeübergangswiderstandes zwischen dem Blech der Blechbahnen und den Rohren infolge der Stoffschlüssigen Verbindung zwischen diesen.Due to the greenhouse effect and the improved insulation, which are caused by the transparent cover and the air cushion formed between the cover and sheet metal roof, the efficiency of the solar energy AT 000 337 Ul giedaches is significantly increased compared to the device known from EP-Al 32 965. A further improvement in the efficiency of the solar energy roof according to the invention occurs due to the lower heat transfer resistance between the sheet metal of the sheet webs and the pipes as a result of the integral connection between them.
Ein Solarenergiedach gemäß der Erfindung erlaubt eine einfache Herstellung, einen kostengünstigen Transport zur Baustelle und eine einfache und schnelle Montage. Zum Transport können die vorgefertigten Blechbahnen mit den daran befestigten Rohren zusammengerollt werden, was besonders bei längeren Transportwegen vorteilhaft ist. Es ist dann günstig, sie erst am Ort der Baustelle auf die gewünschten Längen zuzuschneiden. Nach der Herstellung der geschlossenen Blechaußenhaut des Blechdaches wird die transparente Abdeckung montiert, indem zunächst die Trägerelemente an den Blechbahnen, günstigerweise an den Falzen der Blechbahnen, angebracht werden und anschließend die die transparente Abdeckung bildenden Platten auf die Träger aufgelegt und an diesen befestigt werden.A solar energy roof according to the invention allows simple manufacture, inexpensive transport to the construction site and simple and quick installation. For transportation, the prefabricated sheet metal sheets can be rolled up with the tubes attached to them, which is particularly advantageous for long transportation routes. It is then advantageous to cut them to the desired lengths only at the construction site. After the closed sheet metal outer skin of the sheet metal roof has been produced, the transparent cover is mounted by first attaching the support elements to the sheet metal sheets, advantageously to the folds of the sheet metal sheets, and then placing the plates forming the transparent cover on the sheets and fastening them.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert: ln dieser zeigt:Further advantages and details of the invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which:
Fig. 1 ein Schnitt in einer Ebene senkrecht zur Dachfläche und in Längsrichtung des Daches eines erfindungsgemäßen Solarenergiedaches,1 shows a section in a plane perpendicular to the roof surface and in the longitudinal direction of the roof of a solar energy roof according to the invention,
Fig. 2 eine Vergrößerung des Details A aus Fig. 1, und Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Trägerelementes . *FIG. 2 shows an enlargement of detail A from FIG. 1, and FIG. 3 shows another exemplary embodiment of a carrier element. *
Auf der Dachschalung 11 sind eine Dampfsperre 12 und eine Isolation 4 aufgebracht, auf der die Kupferblechbahnen 1 verlegt sind. Die Blechbahnen 1 sind mittels Falzen 3 verbunden und an den Blechbahnen 1 sind Rohre 2 angeschweißt AT 000 337 Ul oder angelötet, in denen ein Wärmeübertragungsmedium zirku-.liert. Dazu sind die Rohre 2 am unteren bzv. am oberen Ende des Daches durch horizontal verlaufende Sammelrohre 10 verbunden. Die Rohre 2,10 und die Blechbahnen 1 bestehen günstigerweise aus Kupfer. Mittels an den Falzen 3 angebrachten Trägerelementen 6 werden Glasplatten 9 in einem definierten Abstand zu den Blechbahnen 1 gehalten. Die Zirkulation des Wärmeübertragungsmediums durch die Rohre 11,2 wird durch ein bekanntes System unter Verwendung einer Umwälzpumpe aufrechterhalten. Die Wärmeenergie der in den Rohren 2 aufgeheizten Flüssigkeit kann für unterschiedliche Zwecke genutzt werden, beispielsweise für eine Niedertemperaturheizung oder für die Warmwasserbereitung.On the roof formwork 11, a vapor barrier 12 and insulation 4 are applied, on which the copper sheet webs 1 are laid. The metal sheets 1 are connected by means of folds 3 and tubes 2 are welded to the metal sheets 1 AT 000 337 Ul or soldered, in which a heat transfer medium circulates. For this purpose, the tubes 2 at the bottom or. connected at the upper end of the roof by horizontally running manifolds 10. The pipes 2, 10 and the sheet metal webs 1 are advantageously made of copper. Glass plates 9 are held at a defined distance from the sheet metal webs 1 by means of support elements 6 attached to the folds 3. The circulation of the heat transfer medium through the pipes 11.2 is maintained by a known system using a circulation pump. The thermal energy of the liquid heated in the tubes 2 can be used for different purposes, for example for low-temperature heating or for hot water preparation.
Der genaue Aufbau der Trägerelemente 6 ist aus Fig. 2 ersichtlich. Zwei U-förmige Profile 15,15' liegen an beiden Seiten des Falzes 3 an und sind von Schrauben 5, welche Öffnungen durch die Profile 15,15' und Bohrungen durch die Falze 3 durchsetzen, befestigt. Um Unebenheiten auszugleichen, sowie um unterschiedliche Temperaturen und Wärmeausdehnungskoeffizienten zu berücksichtigen, können Ausgleichsfolien 7 vorgesehen sein. Die Befestigung der Glasplatten 9 an den Trägerelementen 6 erfolgt mittels beidseitig klebenden Glashaftstreifen 8. Zusätzlich werden die Glasplatten 9 an ihren Eckpunkten mit Schrauben an den Trägern 6 befestigt. Der Zwischenraum zwischen den beiden Glasplatten 9,9' wird nach deren Verlegung mit Silikonmasse 16 ausgefüllt.The exact structure of the carrier elements 6 can be seen in FIG. 2. Two U-shaped profiles 15, 15 'rest on both sides of the fold 3 and are fastened by screws 5, which pass through openings through the profiles 15, 15' and bores through the folds 3. In order to compensate for unevenness and to take into account different temperatures and coefficients of thermal expansion, compensating foils 7 can be provided. The glass plates 9 are fastened to the carrier elements 6 by means of glass adhesive strips 8 which are adhesive on both sides. In addition, the glass plates 9 are fastened to the carriers 6 at their corner points with screws. The space between the two glass plates 9, 9 'is filled with silicone compound 16 after they have been laid.
Natürlich sind auch andere Formen der Trägerelemente 6 denkbar und möglich. Beispielsweise kann, wie in Fig. 3 gezeigt, ein Trägerelement 6' durch ein einzelnes U-förmiges Profil gebildet werden, dessen einer U-Schenkel 6'a am Falz 3 angelötet ist, dessen anderer U-Schenkel 6'b am Kupferblech 1 angelötet ist und auf dessen Grundfläche 6'c die beiden Glasplatten 9 aufliegen. Diese Form der Trägerelemente 6 hat den Vorteil, daß die Blechfalze 3 nicht durch- AT 000 337 Ul bohrt werden müssen, sodaß die Dichtheit der Blechhaut nicht beeinträchtigt wird. Insbesondere bei einem Flachdach, bei dem es immer zu einer Wasseransammlung kommen kann, ist dies eine besonders günstige Ausführungsform der Erfindung.Of course, other shapes of the carrier elements 6 are also conceivable and possible. For example, as shown in FIG. 3, a carrier element 6 'can be formed by a single U-shaped profile, one U-leg 6'a of which is soldered to the fold 3, the other U-leg 6'b of which is soldered to the copper sheet 1 and on its base 6'c the two glass plates 9 rest. This shape of the carrier elements 6 has the advantage that the sheet metal folds 3 do not have to be drilled through, so that the tightness of the sheet metal skin is not impaired. Particularly in the case of a flat roof, in which water can always accumulate, this is a particularly favorable embodiment of the invention.
Um die abwärts gerichteten Kräfte der Glasplatte 9 zuverlässig aufnehmen zu können, sind für Dachneigungen über 18° in der Zeichnung nicht dargestellte Anschläge am unteren Rand jeder Glasplatte 9 vorgesehen. Diese können beispielsweise durch hochgebogene Teile der Trägerelemente selbst oder durch an den Trägerelementen befestigte L-förmige Profilbleche realisiert werden.In order to be able to reliably absorb the downward forces of the glass plate 9, stops not shown in the drawing are provided at the lower edge of each glass plate 9 for roof pitches of more than 18 °. These can be achieved, for example, by means of bent-up parts of the support elements themselves or by means of L-shaped profile sheets attached to the support elements.
Gegenüber herkömmlichen Blechdächern weist das erfindungsgemäße Solarenergiedach neben der Energiegewinnung weitere Vorteile auf: Aufgrund des zwischen Blechbahnen 1 und Glasabdeckung gebildeten Luftpolsters wird das Isolationsverhalten verbessert, sodaß tiefe Außentemperaturen besser abgehalten werden. Bei Sonneneinstrahlung steigen die Temperaturen in unter dem Solarenergiedach liegenden Räumen nicht so hoch an, wie bei einem normalen Blechdach, da von dem in den Kupferrohren 2 zirkulierenden Wärmeaustauschmedium Wärme abgeführt wird. Weiters wird der durch Regen hervorgerufene Lärm von der Glasabdeckung 9 wesentlich verringert. Bei Schneefall fließt die sich bildende Schneedecke normalerweise bereits während des"Niederschlags gleichförmig von der Glasabdeckung 9 ab. Sollte dennoch einmal Naßschnee auf der Glasabdeckung 9 festgefroren sein, so kann ein Abrutschen der Schneedecke erreicht werden, indem Wasser durch die Rohre 2 gepumpt wird. Auch kann eine nur teilweise transparente Abdeckung der Dachhaut vorgesehen sein. Beispielsweise kann in der meist zuerst schneefreien Nähe des Giebels eine transparente Abdeckung vorgesehen sein, während in einem tiefer gelegenen Bereich des Daches, der mit den üblichen Schneerückhaltevorrichtungen versehen ist, keine Abdeckung verwendet wird. Ein gezieltes AT 000 337 UlCompared to conventional sheet metal roofs, the solar energy roof according to the invention has further advantages in addition to energy generation: due to the air cushion formed between sheet metal sheets 1 and the glass cover, the insulation behavior is improved, so that low outside temperatures are better prevented. When the sun is shining, the temperatures in the rooms below the solar energy roof do not rise as high as with a normal sheet metal roof, since heat is dissipated from the heat exchange medium circulating in the copper pipes 2. Furthermore, the noise caused by rain from the glass cover 9 is significantly reduced. In the case of snowfall, the snow cover which forms normally flows off uniformly from the glass cover 9 during the " precipitation. Should wet snow nevertheless freeze on the glass cover 9, the snow cover can slide off by pumping water through the pipes 2. An only partially transparent covering of the roof skin can also be provided. For example, a transparent cover can be provided in the vicinity of the gable, which is usually snow-free at first, while no cover is used in a lower-lying area of the roof, which is provided with the usual snow retention devices. A targeted AT 000 337 Ul
Abschmelzen des aufgetauten Schnees in diesem tiefer gelegenen Teil des Daches wird dann durch Energieaustausch, etwa mittels Wärmetauschern zwischen diesen beiden Bereichen möglich.Melting of the thawed snow in this lower part of the roof is then possible through energy exchange, for example by means of heat exchangers between these two areas.
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