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Die Erfindung bezieht sich auf Solaranlagen, insbesondere zum Temperieren von Wasser, zum Beispiel zum Temperieren des Wassers von Schwimmbädern. Die Solaranlage umfasst Module, die mindestens zwei Sammelrohre und mindestens ein Solarprofil umfassen. Hierbei ist an den Sammelrohren im wesentlichen senkrecht zur Achse der Sammelrohre jeweils zumindest ein Ansatzstutzen vorgesehen und das Solarprofil formschlüssig mit dem Ansatzstutzen verbunden.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Wassertemperierungs-Anlagen bekannt.
Diese sind so ausgeführt, dass an Sammelrohren Solarprofile in Form einer Vielzahl von Röhrchen, die miteinander zu einer Matte verbunden sind, angebracht sind, wobei die Röhrchen aus EPDM-Kautschuk bestehen, während die Sammelrohre selbst aus thermoplastischem Kunststoff, wie etwa Polypropylen, bestehen. Diese Ausführungsformen weisen erhebliche Nachteile für den Benutzer auf: Im Gegensatz zu dem für das Solarprofil verwendete Material, EPDMKautschuk, ist der für die Sammelrohre verwendete thermoplastische Kunststoff nicht frostsicher. Dies bewirkt, dass die Sammelrohre Schaden nehmen und damit die Unbrauchbarkeit der Anlage verursachen können, falls bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt noch Wasser in der Anlage vorhanden ist.
Dies ist vor allen Dingen bei Anlagen oft der Fall, die auf Flachdächern montiert sind und bei denen das vollständige Entfernen des Wassers schwierig ist.
Die Solaranlagen des Standes der Technik werden so installiert, dass jeweils ein Sammelrohr eines Moduls mit dem entsprechenden Sammelrohr des nächsten Moduls verbunden wird.
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Die permanente, unlösbare und dichte Verbindung zwischen diesen so installierten Sammelrohren kann aufgrund des Materials der Sammelrohre, thermoplastischem Kunststoff, nur mit einem speziellen Klebstoff erfolgen, um die Funktionsfähigkeit bzw. Dichtigkeit der Anlage sicherzustellen. Dies hat zum einen zur Folge, dass bei Schadhaftwerden eines der Module dieses nicht einfach ausgetauscht werden kann, sondern dass zur Reparatur ein sehr viel höherer Aufwand betrieben werden muss, gegebenenfalls muss die Anlage komplett abgebaut oder zumindest an der beschädigten Stelle durch Schneiden oder Sägen zerstört werden.
Zum anderen muss bereits die Installation der Solaranlage sehr sorgfältig durchgeführt werden, was die oft vom Anwender durchgeführte Selbstinstallation erheblich erschwert.
Des weiteren stellt auch die mangelnde chemische Beständigkeit des EPDMKautschuk, aus dem die Röhrchen der Solarprofils bestehen, gegenüber chlorhaltigem Schwimmbadwasser ein Problem dar, denn bei Langzeitnutzung kommt es zur teilweisen amorphen Zersetzung dieses Materials und damit zur Abgabe von schwarzen, öligen Partikeln an das temperierte Schwimmbadwasser.
Darüber hinaus ist der EPDM-Kautschuk mit dem für die Sammelrohre verwendeten thermoplastischen Kunststoffen nur durch Verkleben permanent verbindbar. Diese Art der Verbindung birgt aber wiederum Risiken für die Dichtigkeit der Anlage. Eine zuverlässigere Verbindung durch beispielsweise Schweissen ist aufgrund des Materials der Röhrchen und der Sammelrohre nicht möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Nachteile des Standes der Technik zu beheben und insbesondere Solaranlagen zur Temperierung von beispielsweise Wasser insgesamt frostsicher und leicht installierbar bzw. reparabel auszugestalten.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Aufgabe der Erfindung durch die Bereitstellung einer Solaranlage gelöst werden kann, bei der die Sammelrohre und das Solarprofil aus dem gleichen Material bestehen und dieses Material sowohl eine hohe Flexibilität als auch eine gute Verarbeitbarkeit aufweist.
Gemäss der Erfindung wird die Aufgabe insbesondere durch eine Solaranlage gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1 gelöst, bei der die Sammelrohre und das Solarprofil aus dem gleichen Material bestehen und dieses Material einen synthetischen thermoplastischen Kautschuk umfasst.
Bei dieser erfindungsgemässen Solaranlage werden die Sammelrohre der einzelnen Module miteinander verbunden. Aufgrund des Materials der Sammelrohre kann diese Verbindung lösbar ausgestaltet werden. So ist ein Ineinanderstecken oder ein Verschrauben möglich. Solche Verbindungen sind mit den im Stand der Technik verwendeten Materialien nicht möglich, da diese keine dafür ausreichende Verarbeitbarkeit aufweisen. Weiterhin weisen Sammelrohre, die aus dem synthetischen thermoplastischen Kautschuk hergestellt sind, eine Flexibilität auf, die eine Zerstörung der Rohre durch z.B.
Einfrieren von darin befindlichem Medium verhindert.
Bei der erfindungsgemässen Solaranlage ist das Solarprofil aus dem gleichen Material hergestellt. Daher bietet diese erfindungsgemässe Solaranlage auch den Vorteil, dass eine permanente Verbindung zwischen Sammelrohren und Röhrchen des Solarprofils durch Verschweissen erfolgen kann. Diese Art der Verbindung ist nur möglich, da die Sammelrohre und das Solarprofil aus dem gleichen, verschweissbaren Material hergestellt sind. Weiterhin weist das durch das erfindungsgemäss verwendete Material hergestellte Solarprofil den unerwarteten Vorteil auf, dass das Strömungsverhalten in dem Profil optimiert ist. Bei dem erfindungsgemäss verwendeten Material ist die mit dem zu erwärmenden Medium
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in Kontakt stehende Oberfläche des Solarprofils sehr glatt. Daher bestehen für das Medium, z. B. für das Wasser, verbesserte Strömungsverhältnisse.
Kalkablagerungen, die vor allem bei Erwärmung des Wasser gebildet werden und den Wärmeaustausch zwischen Solarprofil und Wasser negativ beeinflussen können, werden somit vermieden. Weiterhin weist die erfindungsgemässe Solaranlage eine hohe chemische Langzeitbeständigkeit in allen Teilen, d.h.
Sammelrohr und Solarprofil, auf. Eine amorphe Zersetzung von Teilen der Anlage und damit die Abgabe von öligen Partikeln an das temperierte Wasser wird vermieden.
Gleichzeitig bietet die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Solaranlage den Vorteil, dass die gesamten Module, d. h. Sammelrohr sowie auch daran angebrachte Solarprofile, frostsicher sind. Dies ermöglicht den reibungslosen Betrieb der Solaranlage auch dann, wenn nicht gewährleistet ist, dass die Anlage vollständig entleert werden kann, z. B. bei Betrieb auf Flachdächern.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform besteht das Solarprofil aus einer Vielzahl von Rohren. Durch diese Form des Solarprofils wird eine maximale Oberfläche geschaffen, über die Energie aufgenommen werden kann. Da auch bei dieser Ausführungsform die Sammelrohre und die das Solarprofil bildenden Röhrchen aus dem gleichen Material bestehen, kann eine Fixierung der Röhrchen an dem Sammelrohr einfach erfolgen. Erfindungsgemäss ist mindestens ein Ansatzstutzen an dem Sammelrohr vorgesehen. Bei der Ausführungsform mit einer Vielzahl von Röhrchen als Solarprofil weist das entsprechende Sammelrohr vorzugsweise die gleiche Anzahl von Ansatzstutzen auf wie Röhrchen vorliegen.
Die Verbindung zwischen den Röhrchen und den Sammelrohren kann dann aufgrund des gewählten Materials und der Tatsache, dass sowohl Sammelrohre als auch Röhrchen aus dem gleichen Material bestehen, dicht miteinander verbunden werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Material ein Compound von
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vereinigt in wünschenswerter Weise die Eigenschaften des Kautschuks, d.h. insbesondere die Flexibilität, und die Eigenschaften des Kunststoffes, d.h. insbesondere die Verarbeitbarkeit, und kann so ideal in der erfindungsgemässen Solaranlage eingesetzt werden.
Gemäss einer weiteren Ausfuhrungsform sind die Enden der Sammelrohre verschiedener Module zum formschlüssigen Verbinden der Module ineinander gesteckt. Diese Ausführungsform stellt die einfachste Variante der Verbindung der Module der Solaranlage dar. Eine solche einfache Ausführung ist insbesondere für die Eigenmontage von Solaranlagen hilfreich.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform sind an den Enden der Sammelrohre Verbindungselemente vorgesehen. Durch diese Verbindungselemente kann die Dichtigkeit und Stabilität der gesamten Solaranlage erhöht werden. Die Verbindungselemente können erfindungsgemäss in dem Sammelrohr, d. h. an der Innenseite des Rohres, z. B. in Form eines Innengewindes, oder aussen an dem Sammelrohr angebracht sein. Erfindungsgemäss können die aussen angebrachten Verbindungselemente Rohr-Schellen darstellen.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform können im axialen Endbereich der Sammelrohre Metalleinlagen zur Verstärkung vorgesehen sein. Diese Einlagen können in Form von Ringen in das Ende des Sammelrohres geschoben sein oder in diesem verschweisst sein. Dadurch wird eine zusätzliche Möglichkeit der Verbesserung der Verbindung zwischen den Sammelrohren der einzelnen Module geschaffen. Die Metalleinlagen können entweder zur Verstärkung des Sammelrohres dienen. Dies ist besonders bevorzugt, wenn die Verbindung durch Schellen von aussen fixiert wird. Die Metalleinlage wird in der Position eingebracht, an der von aussen die Schelle einwirken soll. Die Metalleinlage wirkt
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hierbei der durch die Schelle aufgebrachten Kraft entgegen und verhindert ein Einknicken des Rohres.
Die Metalleinlage kann aber auch so ausgestaltet sein, dass in dieser ein Innengewinde vorgesehen ist, das ein Einschrauben des nächsten Sammelrohres ermöglicht. Aufgrund des Materials des Sammelrohres kann die Metalleinlage in das Sammelrohr durch Aufschrumpfen, Einschweissen oder anderer bekannter Verbindungstechniken eingebracht werden.
Nachfolgend ist eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Solaranlage anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigen: Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines der Module aus Sammelrohren und
Solarprofil Fig. 2 Ansicht eines Schnitts durch zwei miteinander verbundene Module Die aus synthetischem wärmeverformbaren Kautschukmaterial bestehenden samme rohre 1 weisen auf nahezu ihrer gesamten Länge an einer Position ihres Umfangs in einer Reihe angeordnete Ansatzstutzen 2 auf. Auf diese Ansatzstutzen werden jeweils aus synthetischem wärmevervormbarenKautschukmaterial bestehende Kollektorröhrchen 6 formschlüssig aufgeschoben. Die Kollektorröhrchen 6 sind vorzugsweise miteinander entlang ihrer Länge verbunden.
Die Verbindung wird vorzugsweise bei der Herstellung der Kollektorröhrchen 6 erzeugt, d. h. es wird ein Solarprofil 3 durch beispielsweise Extrusion erzeugt, bei dem die Röhrchen 6 über Stege geringer Bereite miteinander verbunden sind. Die Abstände der Ansatzstutzen 2 bestimmen sich durch die vom Solarprofil vorgegebenen Abstände der Kollektorröhrchen 6. Die Verbindung zwischen den Sammelrohren 1 und den Kollektorröhrchen 6 wird durch Verschweissen erzielt.
Auf diese Weise sind sämtliche Ansatzstutzen 2 eines Sammelrohrs 1 mit Kollektorröhrchen 6 versehen. Die aus je zwei Sammelrohren 1 und den sie verbindenden Kollektorröhrchen 6 gebildeten Einheiten stellen die Module dar,
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aus denen die Solaranlage aufgebaut ist. Die Enden 4 und 5 der Sammelrohre 1 dienen hierbei zum Verbinden der einzelnen Module.
In Figur 2 ist eine Ausführungsform der Verbindung zwischen den Modulen gezeigt. Die Sammelrohre 1 sind bei dieser Ausführungsform so beschaffen, dass deren Durchmesser an einem Ende 4 vergrössert ist. Über die restliche Länge ist der Durchmesser konstant. In der dargestellten Ausführungsform ist ausserdem das Ende 5 des Samnelrohres 1 durch einen Metallringeinsatz 7 versteift. Die
Verbindung der einzelnen Module untereinander ist bewirkt durch das formschlüssige Ineinanderschieben der von verschiedenen Modulen stammenden Sammelrohrenden 4 und 5, wobei deren Verbindung in der dargestellten Ausführungsform mit Hilfe einer Rohrschelle 8 zusätzlich fixiert wi rd.
Das vorl i egende Solarprofil kann unterschiedliche Formen aufweisen. Die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform mit integraler Bauweise der kollektorröhrchen 6 ist bevorzugt. Es können aber auch andere Hohlkörper als Kollektoren dienen. Der Querschnitt der Hohlkörper kann oval, quadratisch oder rechteckig sein.
Die Form der Ansatzstutzen 2 bestimt sich nach dem gewählten Solarprofil. Wird dieses durch einen Flachkörper gebildet, gegebenenfalls mit gewölbter Oberfläche, so wird der Ansatzstutzen 2 beispielsweise durch einen entsprechenden Schlitz in dem Samme lrohr 1 gebildet, der sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Samme lrohres 1 erstreckt und in den das Solarprofil eingeschoben und anschliessend verschweisst oder verklebt wird. Weitere Formen von Ansatzstutzen 2 sind Rohrstücke runden, ovalen oder rechteckigen Querschnitts.
Bevorzugt wird die Solaranlage so dimensioniert, dass die Länge der Module, die sich durch die Länge ihrer Sammelorhe (1) definiert, der Länge von europäischen
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Dachziegeln entspricht. Hierdurch kann die Solaranlage ideal auf geneigten Dächern angebracht werden.
Die Sol aranl age wird bevorzugt zur Erwärmung von Wasser durch Sonnenenergie verwendet, kann aber auch zur Kühlung von Wasser, zum Beispiel durch Nachtbetrieb, eingesetzt werden.
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The invention relates to solar systems, in particular for tempering water, for example for tempering the water of swimming pools. The solar system comprises modules that comprise at least two header pipes and at least one solar profile. In this case, at least one connecting piece is provided on the collecting pipes, essentially perpendicular to the axis of the collecting pipes, and the solar profile is positively connected to the connecting piece.
Water temperature control systems are already known from the prior art.
These are designed in such a way that solar profiles in the form of a plurality of tubes, which are connected to one another to form a mat, are attached to header tubes, the tubes being made of EPDM rubber, while the header tubes themselves are made of thermoplastic material, such as polypropylene. These embodiments have considerable disadvantages for the user: in contrast to the material used for the solar profile, EPDM rubber, the thermoplastic plastic used for the header pipes is not frost-proof. This causes the header pipes to be damaged and can therefore render the system unusable if there is still water in the system at temperatures below freezing.
Above all, this is often the case with systems that are mounted on flat roofs and where it is difficult to completely remove the water.
The state-of-the-art solar systems are installed in such a way that one manifold of one module is connected to the corresponding manifold of the next module.
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Due to the material of the collecting pipes, thermoplastic, the permanent, permanent and tight connection between these collecting pipes can only be done with a special adhesive to ensure the functionality and tightness of the system. On the one hand, this means that if one of the modules becomes damaged, it cannot simply be replaced, but that much more effort is required to repair it, if necessary, the system must be completely dismantled or at least destroyed at the damaged point by cutting or sawing become.
On the other hand, the installation of the solar system must be carried out very carefully, which considerably complicates the self-installation that is often carried out by the user.
Furthermore, the lack of chemical resistance of the EPDM rubber, from which the tubes of the solar profile are made, is a problem with chlorinated swimming pool water, because with long-term use, this material partially decomposes and thus black, oily particles are released into the heated swimming pool water .
In addition, the EPDM rubber can only be permanently connected to the thermoplastic used for the header pipes by gluing. This type of connection in turn harbors risks for the tightness of the system. A more reliable connection, for example by welding, is not possible due to the material of the tubes and the collecting tubes.
The object of the invention is therefore to eliminate the disadvantages of the prior art and, in particular, to design solar systems for tempering water, for example, to be frost-proof and easy to install or repair.
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The invention is based on the knowledge that the object of the invention can be achieved by providing a solar system in which the collecting tubes and the solar profile consist of the same material and this material has both a high degree of flexibility and good processability.
According to the invention, the object is achieved in particular by a solar system according to the preamble of claim 1, in which the collecting tubes and the solar profile consist of the same material and this material comprises a synthetic thermoplastic rubber.
In this solar system according to the invention, the manifolds of the individual modules are connected to one another. Due to the material of the header pipes, this connection can be made detachable. This means that they can be plugged into one another or screwed together. Such connections are not possible with the materials used in the prior art, since they do not have sufficient processability. Furthermore, manifolds made of the synthetic thermoplastic rubber have flexibility which prevents the tubes from being destroyed by e.g.
Freezing of the medium inside prevents.
In the solar system according to the invention, the solar profile is made from the same material. Therefore, this solar system according to the invention also offers the advantage that a permanent connection between the collecting tubes and the tubes of the solar profile can be achieved by welding. This type of connection is only possible because the header pipes and the solar profile are made of the same weldable material. Furthermore, the solar profile produced by the material used according to the invention has the unexpected advantage that the flow behavior in the profile is optimized. The material used according to the invention is the one with the medium to be heated
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contact surface of the solar profile very smooth. Therefore exist for the medium, e.g. B. for the water, improved flow conditions.
Limescale deposits, which are formed especially when the water is heated and can negatively influence the heat exchange between the solar profile and the water, are thus avoided. Furthermore, the solar system according to the invention has a high chemical long-term resistance in all parts, i.e.
Manifold and solar profile, on. An amorphous decomposition of parts of the system and thus the release of oily particles to the tempered water is avoided.
At the same time, the inventive design of the solar system offers the advantage that the entire modules, i. H. Collecting pipe and also solar profiles attached to it, are frost-proof. This enables the smooth operation of the solar system even if there is no guarantee that the system can be completely drained, e.g. B. when operating on flat roofs.
According to a further embodiment, the solar profile consists of a large number of tubes. This form of the solar profile creates a maximum surface over which energy can be absorbed. Since the collecting tubes and the tubes forming the solar profile also consist of the same material in this embodiment, the tubes can be easily fixed to the collecting tube. According to the invention, at least one connecting piece is provided on the header pipe. In the embodiment with a large number of tubes as a solar profile, the corresponding collecting tube preferably has the same number of connecting pieces as there are tubes.
The connection between the tubes and the collecting tubes can then be tightly connected to one another due to the material selected and the fact that both the collecting tubes and the tubes consist of the same material.
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In a preferred embodiment, a compound of
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desirably combines the properties of the rubber, i.e. especially the flexibility, and the properties of the plastic, i.e. in particular the processability, and can thus be used ideally in the solar system according to the invention.
According to a further embodiment, the ends of the manifolds of different modules are inserted into one another for the positive connection of the modules. This embodiment represents the simplest variant of connecting the modules of the solar system. Such a simple embodiment is particularly helpful for the self-assembly of solar systems.
According to a further embodiment, connecting elements are provided at the ends of the collecting tubes. Through these connecting elements, the tightness and stability of the entire solar system can be increased. According to the invention, the connecting elements can be in the header pipe, ie. H. on the inside of the tube, e.g. B. in the form of an internal thread, or attached to the outside of the manifold. According to the invention, the externally attached connecting elements can represent pipe clamps.
According to a further embodiment, metal inserts for reinforcement can be provided in the axial end region of the header pipes. These deposits can be pushed in the form of rings into the end of the collecting tube or welded in this. This creates an additional possibility of improving the connection between the manifolds of the individual modules. The metal inserts can either be used to reinforce the header pipe. This is particularly preferred if the connection is fixed by clamps from the outside. The metal insert is inserted in the position at which the clamp is to act from the outside. The metal insert works
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this counteracts the force exerted by the clamp and prevents the pipe from buckling.
The metal insert can, however, also be designed in such a way that an internal thread is provided in it, which enables the next collecting tube to be screwed in. Due to the material of the collecting pipe, the metal insert can be inserted into the collecting pipe by shrinking, welding or other known connection techniques.
An embodiment of the solar system according to the invention is described in more detail below with reference to the drawings. 1 shows an exploded view of one of the modules made of manifolds and
Solar profile Fig. 2 View of a section through two interconnected modules. The collecting tubes 1, which are made of synthetic, heat-deformable rubber material, have connecting pieces 2 arranged in a row over almost their entire length at one position on their circumference. Collector tubes 6 each made of synthetic heat-pregradable rubber material are positively pushed onto these connecting pieces. The collector tubes 6 are preferably connected to one another along their length.
The connection is preferably produced during the manufacture of the collector tubes 6, i. H. a solar profile 3 is produced by, for example, extrusion, in which the tubes 6 are connected to one another via webs of limited width. The distances between the connecting pieces 2 are determined by the distances of the collector tubes 6 specified by the solar profile. The connection between the collecting tubes 1 and the collector tubes 6 is achieved by welding.
In this way, all connection pieces 2 of a collecting tube 1 are provided with collector tubes 6. The units formed from two collecting tubes 1 and the collector tubes 6 connecting them represent the modules,
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from which the solar system is built. The ends 4 and 5 of the manifolds 1 are used to connect the individual modules.
FIG. 2 shows an embodiment of the connection between the modules. In this embodiment, the header tubes 1 are designed in such a way that their diameter is enlarged at one end 4. The diameter is constant over the remaining length. In the embodiment shown, the end 5 of the collecting tube 1 is also stiffened by a metal ring insert 7. The
Connection of the individual modules to one another is brought about by the form-fitting pushing together of the manifold ends 4 and 5 originating from different modules, their connection being additionally fixed in the illustrated embodiment with the aid of a pipe clamp 8.
The present solar profile can have different shapes. The embodiment shown in Figure 1 with an integral design of the collector tube 6 is preferred. However, other hollow bodies can also serve as collectors. The cross section of the hollow body can be oval, square or rectangular.
The shape of the connection piece 2 is determined by the selected solar profile. If this is formed by a flat body, possibly with a curved surface, the connecting piece 2 is formed, for example, by a corresponding slot in the collecting pipe 1, which extends essentially over the entire length of the collecting pipe 1 and into which the solar profile is inserted and then is welded or glued. Other forms of connecting pieces 2 are tubular pieces of round, oval or rectangular cross-section.
The solar system is preferably dimensioned such that the length of the modules, which is defined by the length of their collecting rack (1), is the length of European ones
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Corresponds to roof tiles. This allows the solar system to be ideally installed on sloping roofs.
The solar system is preferably used to heat water by solar energy, but can also be used to cool water, for example by night operation.