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-Vorrichtung zur Erwärmung einer Flüssigkeit mittels
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Sonnenenergie
Beschreibung Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur Erwärmung einer Flüssigkeit mittels Sonnenenergie, insbesondere
in Form einer Fassadenverkleidung für Gebäudeaußenwände und Dächer.
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Es sind Sonnenkollektoren bekannt, die die Sonnenenergie vor allem
für die Erwärmung von Brauchwasser ausnutzen.
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Diese Kollektoren bestehen aus stabilen plattenförmigen Körpern, die
mit parallelen Kanälen versehen sind, durch die Wasser strömt, das die Sonnenwärme
aufnimmt und über einen Wärmetauscher an das Brauchwasser abgibt. Kollektoren dieser
Art sind auf den Dächern von Gebäuden montiert und sie ersetzen häufig einen Teil
des Ziegeldaches.
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Für die senkrechten Außenwände von Gebäuden sind derartige Sonnenkollektoren
kaum verwendbar, da sie schwierig zu montieren sind und hohe Kosten verursachen,
außerdem-werden sie von vielen Bauverwaltungen aus optischen Gründen nicht genehmigt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art so zu gestalten, daß sie in einfacher Weise, insbesondere
an den Außenwänden von Gebäuden, angebracht werden kann und gleichzeitig eine Fassadenverkleidung
bildet.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß an der oder den
Außenwänden des Gebäudes -und/oder auf dem Dach ein Register aus Rohren, die von
der zu erwärmenden Flüssigkeit durchströmt-werden, angeordnet ist, daß jedes Rohr
im wesentlichen über seine Länge und wenigstens über einen Teil seines Umfangs von
einem eng anliegenden Blech-Mantel, z.B.
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aus verzinktem Stahlblech oder auch Kupfer,
umschlossen
ist, der mit einem in Längsrichtung des Rohres verlaufenden Fuß versehen ist, an
dem Fassadenleisten, z.B. aus Aluminium,befestigt sind.
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Bei eine derartigen Anordnung wird die Wärmeenergie der Sonnenstrahlung
von den Fassadenleisten über die Füße auf die Rohre übertragen, wodurch das in diesen
strömende Wasser erwärmt wird und entsprechend benutzt werden kann. Die Fassadenleisten
dienen damit sowohl zur Aufnahme und Weiterleitung der Wärmeenergie der Sonnenstrahlung
als auch zur Verkleidung der Außenwände des betreffenden Gebäudes. Dies ist besonders
auch bei der Sanierung von Altbauten von Vorteil, die auf diese Weise in einem Zug
neue Außenwände und gleichzeitig eine Anlage zur Gewinnung und Nutzbarmachung von
Sonnenenergie erhalten können. Dabei kann das Rohrregister ohne weiteres an die
jeweiligen Maße'der Hauswände unter Aussparung der Fensterflächen angepaßt werden.
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Vorteilhafterweise sind die Fassadenleisten direkt an den Füßen angeformt
oder angebracht, wobei sie in Längsrichtung der Rohre verlaufen können.
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Nach -einer anderen Ausführungsform sind die Füße mit Einschnitten
Versehen, in welche die Fassadenleisten quer zur Längsrichtung der Rohre einhängbar
sind.
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Der die Rohre umschließende Blech-Mantel ist zum Zwecke einer einfachexen
Montage vorzugsweise zweiteilig ausgebildet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Br-üstungen
von Balkonen und Terrassen mit Einrichtungen zur Aufnahme der-Sonnenwärme zu versehen,
wozu vorzugsweise Radiatoren, insbesondere aus Aluminium,verwendbar sind.
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Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend
anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert~ in der Fig. 1 schematisch- im Schnitt
einen Teil einer Haus-Außen wand mit Sonnenkollektoren und Fassadenleisten zeigt.
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Fig. 2 zeigt im Schnitt eine Variante der Ausführungsform nach Fig.
1.
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Fig. 3 zeigt die Ausführungsform nach Fig. 2 in Schrägansicht.
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Fig. 4 zeigt die Ausführungsform nach Fig. 3 in Seitenansichtmit eingehängten
Fassadenleisten.
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Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform für Balkonbrüstungen.
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Fig. 6 bis 8 zeigen weitere Ausführungsformen der Fassadenleisten
Fig. 1 zeigt schematisch im Schnitt eine Außenwand 10 eines Gebäudes. Die Wand 10
ist auf ihrer Außenseite mit einer Wärmeisolierung 12 beschichtet, z.B. Platten
aus Steinwolle.
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An der Wand 10 sind mittels nur schematisch dargestellter Halterungen
16 eine Mehrzahl von Rohren 14 befestigt, die zusammen ein Rohr-Register bilden,
und sämtliche Rohre 14 sind an eine,nicht-gezeigte, gemeinsame-Zulaufleitung und
an eine ebenfalls nicht-gezeigte, gemeinsame Ablaufleitung angeschlossen. In der
dargestellten Ausführungsform verlaufen die Rohre 14 horizontal.- Durch die Rohre
wird eine FLüssigkeit, im vorliegenden Fall Wasser (evtl. mit Frostschutzmittel),
gepumpt, das die Sonnenenergie aufnehmen soll.
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Die Rohre 14 sind über einen Teil ihres Umfangs und im wesentlichen
über ihre gesamte Länge von einem Mantel 18 umschlossen, wobei angestrebt wird,
daß der Mantel 18 die Rohre auf einem möglichst großen Teil ihres Umfangs umschließt.
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In- der dargestellten Ausführungsform wird der Mantel 18 aus
zwei
Halbschalen 23 gebildet, deren freie Längsränder 20 etwas nach außen abgebogen sind,
so daß die Halbschalten leichter über das Rohr 14 geschoben und geklemmt werden
können. Die Halbschalen 23 gehen in einen Steg 22 über, der von der Wand 10 aus
nach außen gerichtet ist und die Stege 22 gehen über in eine Schiene oder Lamelle
24, die parallel zur Wand 10 des Gebäudes und in der dargestellten Ausführungsform
parallel zu den Rohren 14 und damit horizontal verläuft.
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Mit anderen Worten, jede Schiene 24 ist an ihren beiden horizontal
verlaufenden Rändern mit einem im wesentlichen rechtwinklig abgebogenen Steg 22
versehen, und jeder dieser Stege geht in eine Halbschale 23 über, so daß die Lamelle
oder Schiene 24 mittels ihrer beiden Halbschalen 23, wie in Fig. 1 dargestellt,
zwischen zwei Rohre 14 eingeschoben und eingeklemmt werden kann. Die Abmessungen
sind dabei selbstverständlich so gewählt, daß die Halbschalen 23 -unter ausreichender
Spannung an den Rohren 14 anliegen.
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Die auf die Außenseite der Schienen 24 auftreffende Strahlungsenergie
bzw. Wärmeenergie wird von den Schienen 24 über die Stege 22 und die Halbschalen
23 auf die Rohre 14 und damit auf das durch diese strömende Wasser übertragen. Die
Wärmeenergie des Wassers kann dann in einemWärmetauscher zur Erwärmung von Brauchwasser
abgegeben werden, worauf das Wasser wieder in den Kreislauf zurückgepumpt wird.
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Zur Aufnahme von etwaigem Kondenswasser kann am unteren Ende der Wand
10, d.h. am Boden, eine Rinne 36 vorgesehen werden.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird der Mantel 18, der das Rohr
14 umschließt, ebenfalls aus zwei Halbschalen 23 gebildet, deren Stege hier jedoch
aneinander anliegen und einen
Fuß 26 bilden, der zwei Randleisten
27-aufweist, die quer zu den Stegen 22 und parallel zur Wand 10 verlaufen.
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Mit anderen Worten, jeder Steg 22 ist mit einer quer zu ihm abgebogenen
Randleiste 27 versehen, die sich über die gesamte Länge des Steges erstreckt.
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Fig. 3 zeigt eine Schrägansicht des Rohres 14 und des -ihn umschließenden
Mantels 18 zusammen mit dem Fuß 26 und den Randleisten 27.
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Wie dargestellt, sind auch hier die Ränder 20 der Halbschalen 23 etwas
nach außen abgebogen, um das Uberschieben des Mantels 18 über das Rohr 14 zu erleichtern.
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Der Fuß 26 ist nun bei dieser Ausführungsform sowohl im Bereich seiner
Stege 22 als auch im Bereich der Randleisten 27 mit Einschnitten 28, 29 versehen,
die quer zur Längsrichtung des Rohres 14 verlaufen und in Längsrichtung des Fußes
in Abständen ausgebildet sind. Jeder der Einschnitte 28 erstreckt sich durch beide
Randleisten 27 und jeder der Einschnitte 29 ist in beiden aneinanderliegenden Stegen
22 ausgebildet.
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In diese Einschnitte 2,8, 29 sind nun Lamellen oder Schienen 30 eingespannt
oder eingeklemmt, die im übrigen den Schienen 24 nach Fig. 1 hinsichtlich ihrer
Funktion entsprechen. Wie Fig. 4 zeigt, sind die Schienen 30 an beiden Längskanten
mit einem abgerundet nach oben gebogenen Rand 32 versehen und diese Ränder 32 greifen
in die in den Stegen 22 gebildeten Einschnitte 29 ein.
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Die Einschnitte 29 sind an ihrem oberen Ende etwas breiter ausgebildet,
so daß zwei sich gegenüberliegende abgerundete Nasen 31 gebildet werden, über welche
die aufgebogenen Ränder 32 der
Schienen 30 übergreifen, so daß
die Schienen 30 durch diese Nasen 31 gehalten werden.
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Die Schienen 30, die ebenfalls wie die Schienen 24, zweckmäßigerweise
aus Aluminium bestehen, haben eine ausreichende Elastizität, daß die hochgebogenen
Ränder 32 über die Nasen 31 des Fußes 26 übergeschoben werden können und dann infolge
ihrer Elastizität etwas zurückfedern und dadurch unter Spannung an den Nasen 31
anliegen.
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Bei der'Ausführungsform nach den Fig. 2,'3 und 4 verlaufen somit die
Schienen ao quer'zu den Rohren 14, d.h. bei waagrecht verlegten Rohren verlaufen
die Schienen 30 senkrecht.
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Auch bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 bis 4 wird die Sonnenenergie
von den Lamellen 30 aufgenommen und über die Füße 26 und den Mantel 18 auf die Rohre
14 und damit auf das durch diese strömende Wasser übertragen.
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Man erhält auf diese Weise sowohl eine Fassadenverkleidung für die
Außenwände von Gebäuden, als auch gleichzeitig eine Vorrichtung zur Ausnutzung der
Sonnenenergie. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere auch bei
der Sanierung von Altbauten, bei denen in der Regel die Außenwände ohnehin erneuert.
oder neu gestaltet werden. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
aber auch für Neubauten verwendet werden.
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Die beschriebenen Ausführungsformen sind in Verbindung mit senkrechten
Außenwänden von Gebäuden verwendet worden, sie eignen sich aber auch für Dächer,
wobei in diesem Fall mit dem Bezugszeichen 10 der Dachunterbau bezeichnet ist. insbesondere
bei Dächern, aber auch bei senkrechten Flächen ist darauf zu achten, daß'kein Regenwasser
durch die Lamellen in den Raum zwischen diesen und die Wärmeisolierung 12 eintritt,
wozu
ggf. die Spalte 34--zwischen den Schienen 24 bzw. 30 dicht verschlossen wird.
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Wird die Vorrichtung bei Dächern verwendet, so ist ferner Vorsorge
zu treffen, daß evtl. sich bildendes Kondenswasser abgeführt werden kann.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch z.B. in Verbindung mit
den Brüstungen von'Terrassen und Balkonen verwendet werden, hierzu eignen sich aber
auch konventionelle Radiatoren, wie in-Fig. 5 schematisch gezeigt ist. Fig. 5 zeigt
schematisch, gezeigt'' ist.
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Fig. 5 zeigt schematisch einen Balkonboden 40 mit einem Geländer oder
einer Brüstung 42, die mittels Halterungen 44 am Balkonboden 40 angebracht ist.
An- der Außenseite der Brüstung 42 ist nun mittels Halterungen 48 ein Radiator 46
befestigt, der einen Zulauf 50 und, einen Ablauf 52 besitzt.
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Unterhalb des Radiators 44 und der Brüstung 42 ist eine Abtropfrinne
54 angeordnet, die einen Rand 56 aufweist, der, bis zur Oberfläche des Balkonbodens
40, wie in Fig. 5-dargestellt, hochgezogen ist.
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Der Radiator 46, der, da er ohne ueberdruck arbeitet, mit relativ
dünner Wandstärke ausgeführt sein kann, ist geeignet an eine nicht-dargestellte
Zulaufleitung und eine nicht-dargestellte Ablaufleitung für die Umwälzung von Wasser
angeschlossen, das die Sonnenenergie aufnimmt und z.B. über einen Wärmetauscher
abgibt, um Brauchwasser zu erwärmen.
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Prinzipiell eignen sich die meisten modernen Radiatoren für diesen
Zweck, man- wird aber aus optischen-GrUnden möglichst flache Radiatoren, insbesondere
solche aus Aluminium, verwenden.
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Ggf. können solche Radiatoren auch direkt anstelle der Brüstung verwendet
werden, wobei sie in diesem Fall sowohl die Funktion einer Brüstung als auch die
eines Sonnenkollektors haben.
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Fig. 6, zeigt eine weitere Ausführungsform einer Fassadenleiste, wpbei
die dort gezeigten Lamellen oder Schienen 58 in Verbindung mit dem Fuß 26 nach den
Fig. 2, 3 und 4 verwendet werden können. Die Schienen 58 werden in die Einschnitte
28, 29 eingehängt, ebenso wie dies in Verbindung mit den- Schienen 30 in Fig. 4
dargestellt ist, wobei jedoch die Einschnitte 29 der Form der Ränder 60der Schienen
58 entsprechend angepaßt ist.
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Fig.- 7 zeigt Fassadenleisten bildende Schienen 62, deren Ränder-64,
66 derart übereinandergreifen, daß sie einen geschlossenen Kanal zur Abführung von
Regenwasser bilden, wobei, wie dargestellt, der Rand 64 der jeweils unteren Schiene
62 den Rand 66 der jeweils oberen Schiene 62 übergreift.
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Die Schienen 62 können ebenfalls in Verbindung mit den Füßen 26 der
Ausführungsform nach den Fig. 2 bis 4 verwendet werden, wobei in diesem Fall die
Rohre 14 senkrecht und die Schienen 62 horizontal verlegt sind.
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In den Kanal zwischen den einander übergreifenden Rändern 64, 66 kann
als zusätzliche Dichtung ein Kunststoffprofil 68 eingeschoben sein. Dieses Kunststoffprofil
kann auch als Diebstahlsicherung gegen Herausziehen der Lamellen bzw. Schienen 62
dienen, wobei, falls das Schwergewicht hierauf gelegt wird, anstelle des Kunststoffprofiles
auch ein Metallrohr oder Metallstab zwischen die Ränder 64, 66 eingeschoben werden
kann.
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Zweckmäßigerweise ist bei der Ausführungsform nach Fig. 7 der Rand
66 der jeweils oberen Lamelle 62 etwas nach oben gebogen, so daß eine Abtropfkante
70 gebildet wird.
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Die Ausführungsform nach Fig. 8 zeigt dieselben Lamellen oder Schienen
62 wie bei Fig. 7, wobei hier jedoch die Schienen 62 als Dachabdeckung dienen und
schräg von oben nach unten verlaufen, während die zugehörigen Rohre des Rohrregisters
horizontal verlaufen.
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Die von den Rändern 64 und 66 gebildeten Kanäle-bilden in diesem Fall
geneigte Regenrinnen zur Abführung des Regenwassers.
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Die Lamellen oder Schienen bestehen zweckmäßigerweise aus Aluminium,
es eignen sich aber auch - sowohl für Fassaden als auch für Schrägdächer - verzinkter
Stahl oder-Kupfer.