DE4435208C2 - Verbindungsteil für Sonnenkollektoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungsteil für Sonnen­ kollektoren, das die Strömungsrichtung eines durch einen Sonnenkollektor strömenden Wärmeträgers umlenkt und das insbesondere zur Verbindung eines Sonnenkollektoranschluß­ stutzens mit einer zum Sonnenkollektor bzw. von ihm wegfüh­ renden Steigleitung dient.

Sonnenkollektoren, die in ziegelgedeckten Dachflächen ange­ ordnet werden sollen, werden häufig mittels eines Blechrahmens in die Dachziegelfläche integriert. Der Blechrahmen deckt dabei einerseits die zwischen dem Sonnenkollektor und dem ihn umgeben­ den Dachziegeln bestehende Lücke ab und sorgt andererseits dafür, daß zum bzw. vom Sonnenkollektor wegführende Anschlußleitungen soweit wie möglich verdeckt sind. Bei heutigen Sonnenkollekto­ ren sind die Leitungen, in denen der Wärmeträger durch den Sonnenkollektor zirkuliert, in der Regel vollständig innerhalb eines Sonnenkollektorgehäuses angeordnet. Aus Seitenrändern des Sonnenkollektorgehäuses ragen somit zumindest zwei Anschluß­ stutzen hervor, von denen einer den Sonnenkollektoreinlaß und der andere den Sonnenkollektorauslaß für den Wärmeträger bildet. Um den Sonnenkollektor an den erforderlichen Wärmeträgerkreis­ laufanzuschließen, ist es notwendig, die beiden genannten Anschlußstutzen über einen Winkelanschluß mit der entsprechenden zum bzw. vom Sonnenkollektor wegführenden Steigleitung zu verbinden. Üblicherweise wird hierzu je ein viertelkreisförmiger Rohrbogen verwendet, dessen Biegeradius zur Vermeidung eines erhöhten Druckverlusts nicht zu eng gewählt werden darf. Da die wärmeträgerführenden Leitungen außerhalb des Sonnenkollektors darüber hinaus zur Verhinderung von Wärmeverlusten rundum isoliert sind, muß zur Abdeckung ein relativ breiter und damit optisch unschöner Blechrahmen eingesetzt werden. Auch bei Sonnenkollektoren, die direkt auf die Dachziegelfläche montiert werden und daher keinen Blechrahmen benötigen, macht eine solche relativ weit abstehende Leitungsführung einen plumpen Eindruck.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Lösung für den Anschluß von Sonnenkollektoren an den Wärmeträ­ gerkreislauf bereitzustellen, die eine optisch ansprechendere Gestaltung ermöglicht.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Verbindungsteil für Sonnenkollektoren gelöst, das die im Anspruch 1 genannten Merk­ male aufweist. Das erfindungsgemäße Verbindungsteil mit seiner speziellen Gestaltung ermöglicht es, ohne erhöhten Druckverlust die einem Sonnenkollektor zugehörigen Steigleitungen sehr eng am Gehäuse des Sonnenkollektors zu führen und mit den entspre­ chenden aus dem Sonnenkollektorgehäuse herausragenden Anschluß­ stutzen zu verbinden. Hierzu ist gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungsteils eine der Anschlußöff­ nungen desselben auf einer Stirnseite eines Grundkörpers des Verbindungsteils angeordnet, so daß sich im Verbindungsteil eine Strömungsumlenkung um 90° ergibt.

Erfindungsgemäß ist die dem Anschlußstutzen des Sonnenkollek­ tors zugeordnete Dichtfläche des Verbindungsteils innerhalb des Verbindungsteils bzw. seines Grundkörpers angeordnet. Im Zusammen­ spiel mit der geringeren Bauhöhe des Abschnitts des Grundkörpers, in dem diese Anschlußöffnung angeordnet ist, resultiert eine besonders kompakte Bauform des erfindungsgemäßen Verbindungs­ teils.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbin­ dungsteils ist das Innenmaß des Grundkörpers in Richtung der Nebenabmessung zur Minimierung des Druckverlusts größer als der Durchmesser jeder Anschlußöffnung des Verbindungsteils. Besonders bevorzugt ist das genannte Innenmaß in Richtung der Nebenabmessung zumindest annähernd doppelt so groß wie der Durch­ messer der dem Anschlußstutzen des Sonnenkollektors zugeordneten Anschlußöffnung des Verbindungsteils. In der Regel werden die beiden Anschlußöffnungen des Verbindungsteils denselben oder zumindest nahezu denselben Durchmesser aufweisen, so daß das Gehäuseinnenmaß demnach auch zumindest annähernd doppelt so groß wie der Durchmesser der Anschlußöffnung des Verbindungs­ teils ist, die einer Steigleitung zugeordnet ist.

Vorteilhaft weist das erfindungsgemäße Verbindungsteil einen sich von der im Abschnitt geringerer Bauhöhe angeordneten An­ schlußöffnung aus nach innen in den Grundkörper des Verbindungs­ teils erstreckenden rohrförmigen Fortsatz auf. Besonders vorteil­ haft wird dabei die vom Verbindungsteil bereitzustellende Dicht­ fläche der Anschlußöffnung durch einen am freien Ende des rohr­ förmigen Fortsatz es in den freien Querschnitt der Anschlußöffnung ragenden, umlaufenden Flansch gebildet, der mit einem am freien Ende des Sonnenkollektoranschlußstutzens ausgebildeten, umlaufen­ den Dichtflansch zusammenwirkt.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungsteils weist der rohrförmige Fortsatz ein Innengewinde auf. Auf diese Weise kann eine am Sonnenkollektoranschlußstutzen zur Erzielung einer druckfesten Leitungsverbindung vorhandene Schraube in das erfindungsgemäße Verbindungsteil geschraubt werden, ohne die enge Führung der Steigleitung am Sonnenkollektorgehäuse zu beeinträchtigen, d. h. ohne des Abstand des Verbindungsteils vom Sonnenkollektorgehäuse zu vergrößern.

Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbin­ dungsteils haben einen Grundkörper, der eine im wesentlichen rechteckige Querschnittsform aufweist. Mit "im wesentlichen rechteckig" ist dabei gemeint, daß die Ecken und Kanten des Grundkörpers zur Vermeidung von Strömungstotzonen durchaus ab­ gerundet ausgeführt sind. Die im wesentlichen rechteckige Quer­ schnittsform des Grundkörpers ermöglicht am besten eine druck­ verlustarme und trotzdem kompakte, d. h. möglichst wenig vom Sonnenkollektor abstehende Bauform des Verbindungsteils.

Eine abgewandelte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver­ bindungsteils kann zur Verbindung der Anschlußstutzen zweier nebeneinander angeordneter Sonnenkollektoren verwendet werden. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform hat das Verbindungs­ teil keine Anschlußöffnung an einer Stirnseite, sondern es befinden sich statt dessen beide Anschlußöffnungen nebeneinander auf bzw. in derselben Fläche des Grundkörpers des Verbindungs­ teils. Ein solches Verbindungsteil kann entlang seiner gesamten Hauptabmessung eine geringe Bauhöhe aufweisen und ersetzt einen herkömmlich verwendeten U-förmigen Rohrbogen in optisch anspre­ chenderer Weise.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbindungsteils wird im folgenden anhand schematischer Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Verbindungsteil zur Verbindung eines Sonnenkollektoranschlußstutzens mit einer Steigleitung,

Fig. 2 die Ansicht II-II aus Fig. 1, und

Fig. 3 eine räumliche Darstellung des Verbindungsteils aus Fig. 1 und 2, angeschlossen an einen Sonnenkollektor.

Fig. 1 zeigt ein Verbindungsteil 10, das zur Verbindung eines aus einem Sonnenkollektor 12 (in Fig. 1 durch gestrichelte Linien angedeutet) seitlich herausragenden Sonnenkollektoran­ schlußstutzens 14 mit einer zum Sonnenkollektor 12 bzw. von ihm wegführenden Steigleitung 16 dient. Durch die Steigleitung 16, das Verbindungsteil 10 und den Sonnenkollektoranschlußstutzen 14 wird ein Wärmeträger in den bzw. aus dem Sonnenkollektor 12 geleitet.

Das Verbindungsteil 10 besteht im wesentlichen aus einem im wesentlichen hohlzylindrischen Grundkörper 18, der eine Hauptab­ messung H in seiner Längsrichtung und eine quer dazu verlaufende Nebenabmessung N hat (s. Fig. 2). Der hohlzylindrische Grundkör­ per 18 weist, wie besser aus Fig. 2 zu ersehen ist, eine im wesentlichen rechteckige Querschnittsform mit abgerundet ausge­ führten Ecken auf.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Bauhöhe des hohlzylindri­ schen Grundkörpers 18 sich entlang seiner Hauptabmessung H ändert. In einem Abschnitt H₁ der Hauptabmessung H hat der Grundkörper 18 eine deutlich geringere Bauhöhe als in seinem restlichen, in Fig. 1 linken Teil. Der Grundkörper 18 weist in diesem Abschnitt H₁ eine dem Sonnenkollektor 12 zugewandte, erste Anschlußöffnung 20 auf, deren Größe so bemessen ist, daß der aus dem Sonnenkollektor 12 seitlich herausragende Sonnen­ kollektoranschlußstutzen 14 in sie eingeführt werden kann. Von der ersten Anschlußöffnung 20 erstreckt sich ein rohrförmiger Fortsatz 22, der mit einem Innengewinde 24 versehen ist, nach innen in den Grundkörper 18. An seinem sich im Grundkörper 18 befindenden freien Ende weist der rohrförmige Fortsatz 22 einen umlaufenden Flansch 26 auf, der rechtwinklig von der Innenfläche des rohrförmigen Fortsatzes 22 vorspringt und in den freien Querschnitt der ersten Anschlußöffnung ragt. Die der ersten Anschlußöffnung 20 zugekehrte Fläche des umlaufenden Flansches 26 bildet dabei eine Dichtfläche 28, die im montierten Zustand des Verbindungsteils 10 mit einer entsprechenden, gegenüber­ liegenden Dichtfläche zusammenwirkt, welche an einem umlaufen­ den Dichtflansch 30 ausgebildet ist, der am freien Ende des Sonnenkollektoranschlußstutzens 14 vorhanden ist.

Eine den Sonnenkollektoranschlußstutzen 14 umgebende Schraube 31 mit einem in das Innengewinde 24 des rohrförmigen Fortsatzes 22 fassenden Außengewinde preßt in montiertem Zustand die Dicht­ fläche 28 und die gegenüberliegende Dichtfläche des Dichtflan­ sches 30 abdichtend gegeneinander. Die Länge der Schraube 31 ist so bemessen, daß sie im installierten Zustand die Bauhöhe des Verbindungsteils 10 nicht vergrößert und problemlos in dem Freiraum untergebracht werden kann, der zwischen der Seitenwand des Sonnenkollektors 12, aus der der Sonnenkollektoranschluß­ stutzen 14 hervorragt, und dem gegenüberliegenden Abschnitt H₁ geringerer Bauhöhe des Verbindungsteils 10 vorhanden ist (s. auch Fig. 2).

An der in Fig. 1 linken Stirnseite weist der Grundkörper 18 des Verbindungsteils 10 eine zweite Anschlußöffnung 32 auf, die über eine allgemein mit 34 bezeichnete Schraubverbindung mit der Steigleitung 16 verbindbar ist. Bei dem in den Figuren dar­ gestellten Ausführungsbeispiel des Verbindungsteils 10 ist dem­ nach die zweite Anschlußöffnung 32 im rechten Winkel zur ersten Anschlußöffnung 20 angeordnet.

Aus Fig. 3 und insbesondere aus Fig. 2 ergibt sich, daß das Innenmaß des Grundkörpers 18 in Richtung seiner Nebenabmessung N deutlich größer als der Durchmesser der Anschlußöffnungen 20 und 32 ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das genannte Innenmaß des Grundkörpers 18 in etwa doppelt so groß wie der Durchmesser jeder der Anschlußöffnungen 20 und 32. Durch diese Maßnahme ist trotz der im Abschnitt H₁ geringeren Bauhöhe des Verbindungsteils 10 in seinem Innenraum eine druckverlustarme Strömung des Wärmeträgers erreicht. Ferner wird durch diese Maßnahme der Druckverlust vermindert, zu dem es aufgrund der Strömungsumlenkung um 90° innerhalb des Verbindungsteils 10 kommt. In Fig. 3 deuten Pfeile F die druckverlustarme Strömung im Verbindungsteil 10 an, die beim Ausströmen vom Wärmeträger aus dem Sonnenkollektoranschlußstutzen in das Verbindungsteil 10 hinein entsteht. Um eine klarere Darstellung zu erreichen, ist in Fig. 3 der im Verbindungsteil 10 angeordnete rohrförmige Fortsatz 22 zeichnerisch nicht dargestellt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, steht das Verbindungsteil 10, wenn es am Sonnenkollektor 12 montiert ist, nur ungefähr soweit vom Sonnenkollektor 12 ab, wie durch den Durchmesser der Steig­ leitung 16 bzw. deren Befestigung am Verbindungsteil 10 vorge­ geben ist. Der gegenüber dem Abschnitt H₁ verbleibende Abschnitt mit größerer Bauhöhe des Grundkörpers 18 stützt sich im am Sonnenkollektor 12 montierten Zustand des Verbindungsteils 10 an der ihm gegenüberliegenden Seitenfläche des Sonnenkollektors 12 ab (s. Fig. 2) und sorgt damit für eine gegenüber herkömm­ lichen Lösungen erhöhte Stabilität der Verbindung zwischen Steigleitung 16 und Sonnenkollektoranschlußstutzen 14.

Bei einem anderen, in den Figuren nicht dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel eines Verbindungsteils 10 ist die zweite Anschluß­ öffnung 32 nicht an einer Stirnseite des Grundkörpers 18, sondern neben der ersten Anschlußöffnung 20 vorgesehen. Eine solche Ausführungsform ist dazu gedacht, die Anschlußstutzen 14 zweier nebeneinander angeordneter Sonnenkollektoren platzsparend mit­ einander zu verbinden. Der Grundkörper des Verbindungsteils kann bei dieser Ausführungsform entlang seiner gesamten Haupt­ abmessung eine geringe Bauhöhe aufweisen, oder es können zwischen den beiden Anschlußöffnungen 20 und 32 oder auch axial außerhalb derselben Abschnitte mit größerer Bauhöhe vorgesehen sein, die dann zur Abstützung des Verbindungsteils am Gehäuse des bzw. der Sonnenkollektoren dienen.

Claims (7)

1. Verbindungsteil (10) für Sonnenkollektoren zur Umlenkung der Strömungsrichtung eines durch einen Sonnenkollektor (12) strömenden Wärmeträgers, insbesondere zur Verbindung eines Sonnenkollektoranschlußstutzens (14) mit einer Steigleitung (16), mit einem hohlzylindrischen Grundkörper (18), der eine Hauptabmessung (H) in Längsrichtung und eine quer dazu ver­ laufende Nebenabmessung (N) hat und der eine erste Anschluß­ öffnung (20) sowie eine versetzt dazu angeordnete zweite An­ schlußöffnung (32) aufweist, wobei der Grundkörper (18) zu­ mindest entlang eines Abschnitts (H₁) der Hauptabmessung (H) eine gegenüber dem restlichen Teil der Hauptabmessung (H) geringere Bauhöhe hat und zumindest eine der Anschlußöffnungen (20, 32) dem Sonnenkollektor (12) zugewandt in dem Abschnitt (H₁) geringerer Bauhöhe angeordnet ist und wobei eine Dicht­ fläche (28), die der in dem Abschnitt (H₁) geringerer Bauhöhe angeordneten Anschlußöffnung (20) zugeordnet ist, sich inner­ halb des Grundkörpers (18) befindet.

2. Verbindungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Anschlußöffnung (32) auf einer Stirnseite des Grundkörpers (18) angeordnet ist.

3. Verbindungsteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenmaß des Grundkörpers (18) in Richtung der Nebenab­ messung (N) größer als der Durchmesser jeder Anschlußöffnung (20, 32) ist.

4. Verbindungsteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenmaß des Grundkörpers (18) in Richtung der Nebenab­ messung (N) zumindest annähernd doppelt so groß wie der Durch­ messer der einen Anschlußöffnung (20) ist.

5. Verbindungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich von der zumindest einen im Abschnitt (H₁) geringerer Bau­ höhe angeordneten Anschlußöffnung (20) aus ein rohrförmiger Fortsatz (22) in den Grundkörper (18) erstreckt, an dessen innerem, freiem Ende ein umlaufender und in den freien Quer­ schnitt der Anschlußöffnung (20) ragender Flansch (26) mit der der Anschlußöffnung (20) zugeordneten Dichtfläche (28) ausge­ bildet ist.

6. Verbindungsteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Fortsatz (22) ein Innengewinde (24) aufweist.

7. Verbindungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (18) eine im wesentlichen rechteckige Quer­ schnittsform hat.