AT7131U1

AT7131U1 - Rahmen für sonnenkollektorkomponenten sowie sonnenkollektor

Info

Publication number: AT7131U1
Application number: AT0072603U
Authority: AT
Original assignee: Solartec Gmbh
Priority date: 2003-10-20
Filing date: 2003-10-20
Publication date: 2004-10-25

Abstract

Ein Rahmen für Sonnenkollektorkomponenten ist allgemein polygonförmig, zumeist rechteckig, ausgebildet. Der Rahmen (10) ist aus einem einstückigen Profil (1) geformt, das einen Umfangsabschnitt (1b) und zumindest einen einwärts gerichteten Halteabschnitt (1a) zum Angriff an Sonnenkollektorkomponenten (20) umfasst. An den Ecken (10a - 10d) des Rahmens ist der Umfangsabschnitt des Profils in einem vorgegebenen Biegewinkel (?) umgebogen und weist der Halteabschnitt (1a) Gehrungseinschnitte (2) - aber keine Durchsägungen durch das gesamte Profil - auf. Die beiden Enden (1e, 1f) des Profils sind miteinander dichtend verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rahmen für Sonnenkollektorkomponenten sowie einen Sonnenkollektor.

Herkömmliche rechteckige Flach-Sonnenkollektoren mit Aluminiumrahmen werden unter Ver- wendung von stranggepressten Aluminiumprofilen gefertigt, wobei die Aluminiumprofile an ihren jeweiligen Enden auf 45 -Doppel-Gehrung gesägt werden. Vier Aluminiumprofile werden dann zu einem rechteckigen Aluminiumrahmen verbunden.

In der Regel sind diese Profile als Hohlkammerprofile ausgebildet, und in diese Hohlkammer werden Aluminiumwinkel eingeklebt und die Profile damit an den Rahmenecken miteinander ver- bunden. Zusätzlich muss jede Verbindungsstelle, d. h. die Rahmenecken, innen mit einem Dich- tungsmittel abgedichtet werden.

Eine andere bekannte Variante zur Verbindung der vier Aluminiumprofile besteht darin, dass vor dem eigentlichen Verbindungsvorgang spezielle Kunststoffverbinder aufwändig und kostenin- tensiv in einem Kunststoffspritzverfahren gespritzt werden müssen. Die vier Aluminiumprofile werden dann durch diese Kunststoffverbinder verbunden. Hierdurch entstehen jedoch an jeder Ecke am Übergang zwischen dem Aluminiumprofil und dem Kunststoffverbinder zwei Schwachstel- len, an denen Wasser eintreten kann.

Die vorliegende Erfindung umgeht nun diese aufwändigen und kostenintensiven Verfahren durch Bereitstellen eines Rahmens für Sonnenkollektorkomponenten mit den kennzeichnenden Merkmalen gemäss Anspruch 1 bzw. durch Bereitstellen eines Sonnenkollektors mit den kenn- zeichnenden Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Der erfindungsgemässe Rahmen für Sonnenkollektorkomponenten ist allgemein polygonförmig ausgebildet, wobei in den meisten Anwendungsfällen eine rechteckige oder quadratische Konfigu- ration zum Einsatz kommt. Der Rahmen ist aus einem einstückigen Profil geformt, das einen Umfangsabschnitt und zumindest einen einwärts gerichteten Halteabschnitt zum Angriff an Son- nenkollektorkomponenten umfasst. An den Ecken des polygonförmigen Rahmens ist der Um- fangsabschnitt des Profils in einem vorgegebenen Biegewinkel umgebogen und der Halteabschnitt weist Gehrungseinschnitte (aber keine Durchsägungen durch das gesamte Profil) auf. Die beiden Enden des Profils sind miteinander dichtend verbunden.

Durch die erfindungsgemässe Massnahme des Ausbildens von Gehrungseinschnitten anstelle der aus dem Stand der Technik bekannten Verwendung von einzelnen Profilstücken zwischen jeder Ecke kann die Anzahl der Stellen des Rahmens, die zur Undichtheit neigen, auf eine einzige Stelle reduziert werden, nämlich jene, an der die Enden des Profils miteinander verbunden sind.

Der erfindungsgemässe Rahmen und der erfindungsgemässe Sonnenkollektor bieten daher eine wesentlich erhöhte Betriebssicherheit bei gleichzeitig beträchtlich verringertem Herstellungsauf- wand.

Der erfindungsgemässe Rahmen ist an seinem Umfangsabschnitt wasserdicht. In einer Fortbil- dung dieses Rahmens entspricht der Gehrungswinkel der Gehrungseinschnitte an den Halteab- schnitten zur Bildung der Rahmenecken im Wesentlichen dem Biegewinkel des Umfangsabschnitts an der jeweiligen Rahmenecke. Somit liegen die Kanten der Gehrungseinschnitte nach dem Um- biegen des Profils Stoss an Stoss, was die Abdichtung erleichtert.

Der erfindungsgemässe Sonnenkollektor-Rahmen besteht bevorzugt aus einem Profil aus Alu- minium oder einer Aluminiumlegierung, die ausreichend gebogen werden kann, ohne zu brechen.

Der Rahmen dient zum Schutz der Sonnenkollektorkomponenten sowie zu seiner Befestigung am Dach eines Gebäudes.

Zur Erzielung hoher Verwindungssteifigkeit des Rahmens kann dieser in einer Fortbildung der Erfindung aus einem Hohlkammerprofil gefertigt sein. Die Hohlkammer kann auch zum Einsetzen von Verbindungselementen verwendet werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Enden des Profils an einer Seite, bei- spielsweise in der Mitte dieser Seite des Rahmens aneinanderstossend angeordnet und miteinan- der verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise durch Verkleben oder Einfügen eines Zwi- schenstücks, vorzugsweise aus Aluminium oder Kunststoff, erfolgen. Alternativ dazu können die beiden Enden des Profils an einer Ecke des Rahmens aneinanderstossend angeordnet und, bei- spielsweise durch Verkleben oder Einfügen eines Eckstückes, vorzugsweise aus Kunststoff oder Aluminium, miteinander verbunden sein.

Um den Rahmen für unterschiedliche Sonnenkollektorkomponenten verwendbar zu machen, können im Umfangsabschnitt des Profils Durchtrittsöffnungen für mit Sonnenkollektorkomponenten zu verbindende Leitungen ausgebildet sein.

Der erfindungsgemässe Rahmen und Sonnenkollektor sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung werden nun anhand der Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Profil zur Herstellung eines erfindungsgemässen Rahmens für Sonnenkollektorkom- ponenten in Draufsicht und Seitenansicht,
Fig. 2 einen erfindungsgemässen Sonnenkollektor in Draufsicht, und
Fig. 3 einen erfindungsgemässen Sonnenkollektor im Querschnitt entlang der Linie A-A von
Fig. 2.

Zunächst auf Fig. 1 Bezug nehmend ist darin ein Profil 1 aus einer Aluminiumlegierung zur Herstellung eines Rahmens zur Halterung von Sonnenkollektorkomponenten dargestellt, bei- spielsweise für die in Fig. 3 dargestellten allgemein mit 20 bezeichneten Sonnenkollektorkompo- nenten.

Die besondere Art der Fertigung liegt darin, dass der Rahmen 10 (siehe Fig. 2) aus einem ein- zigen Stück des Aluminium-Profils 1 gefertigt wird. Das Profil 1 ist ein Hohlkammer-Profil mit einer Hohlkammer 1c zur Erhöhung der Verwindungsfestigkeit. Es weist einen Umfangsabschnitt 1b und einen Halteabschnitt 1a zum Halten eines Bodens 23 auf. Die Besonderheit bei der Rahmenher- stellung liegt darin, dass das Aluminiumrahmen-Profil 1 in vorgegebenen Abständen auf Gehrung eingesägt, aber nicht durchgesägt wird, so dass die Gehrungseinschnitte 2 gebildet werden.

Bei- spielsweise wird zur Herstellung eines rechteckigen Rahmens mit den Massen 2031 x 1031 mm jeweils ein Gehrungseinschnitt 2 in einem Abstand von 515,5 mm von den Enden 1e, 1fdes Profils 1 in den Halteabschnitt 1a eingesägt und zwei weitere Gehrungseinschnitte 2 in einem Abstand von 2031 mm von den äusseren Gehrungseinschnitten bzw. in einem Abstand von 1031 mm von- einander in den Halteabschnitt 1 a des Profils eingesägt. Der Gehrungswinkel y der Gehrungsein- schnitte 2 beträgt 90 . Anschliessend an das Ausbilden der Gehrungseinschnitte 2 in dem Halteab- schnitt lawird der Umfangsabschnitt 1b des Profils 1 an den eingesägten Stellen in einem Biege- winkel a von jeweils 90 umgebogen, so dass Rahmenecken 10a, 10b, 10c, 10d gebildet werden.

Dadurch kommen die Enden 1 e, 1f des Profils 1 Stoss an Stoss in der Mitte einer Schmalseite zu liegen (siehe Stossstelle 3 in Fig. 2) und werden miteinander dichtend verbunden, wodurch die Fertigung des rechteckigen Rahmen 10 abgeschlossen ist. Alternativ zu den oben angeführten Abständen der Gehrungseinschnitte könnten diese Abstände auch mit 1031 mm - 2031 mm - 1031 mm von einem Profilende aus festgelegt werden, wobei der Abstand zwischen dem letzten Gehrungseinschnitt und dem anderen Profilende 2031 mm betragen würde. In diesem Fall würde die Stossstelle der Profilenden an einer Ecke zu liegen kommen und müssten diese Enden jeweils auf den halben Gehrungswinkel der Gehrungseinschnitte eingesägt werden.

Für das Profil 1 wird eine spezielle Aluminiumlegierung eingesetzt, die ausreichend biegbar ist, damit der Rahmen in dieser Art gefertigt werden kann.

Während man bei herkömmlichen Aluminiumrahmenkollektoren, die aus vier einzelnen Profil- teilen bestehen, an der Stossstelle der vier Profile vier Schwachstellen hat, an denen Feuchtigkeit eindringen kann, tritt bei der vorliegenden Erfindung nur eine solche Schwachstelle auf, nämlich jene mit 3 bezeichnete Stossstelle der Profilenden 1e, 1f (siehe Fig. 2), die abgedichtet werden muss.

Es können auch solche Profile verwendet werden, bei denen der Halteabschnitt nach dem Ein- sägen nach innen gebogen wird, um mit dem Umfangsabschnitt einen erwünschten Winkel zum Umgreifen von Sonnenkollektorkomponenten einzunehmen.

Nachdem der Rahmen 10 fertiggestellt wurde, können die Sonnenkollektorkomponenten 20 eingefügt werden, wie nachfolgend anhand der Fig. 3 näher erläutert wird. Am Rahmen 10 sind Zuleitungen 21 und Ableitungen 22 für die Zufuhr von zu erwärmendem Wärmeträgermedium und den Abzug des erwärmten Wärmeträgermediums vorgesehen. Damit die Zu- und Ableitungen 21, 22 durch den Rahmen 10 hindurchführbar sind, sind im Profil 1 Durchtrittsöffnungen 1d ausgebil- det.

Der Ablauf des Zusammenbauens eines Sonnenkollektors kann auch so variiert werden, dass zunächst in ein Profil die Gehrungseinschnitte eingesägt werden und das anschliessende Biegen des Profils Seite für Seite direkt um Sonnenkollektorkomponenten herum durchgeführt wird.

In Fig. 3 ist ein erfindungsgemässer Sonnenkollektor im Querschnitt entlang der Linie A-A von Fig. 2 dargestellt. Man erkennt den erfindungsgemässen, aus einem Profil bestehenden Rahmen 10. In den Rahmen 10 werden bei der Herstellung des Sonnenkollektors in der nachfolgend ange- führten Reihenfolge die folgenden, allgemein mit 20 bezeichneten Sonnenkollektorkomponenten eingesetzt. Zunächst wird eine Bodenplatte 23 in den Rahmen 10 eingesetzt und darin durch Halteabschnitte 1a des Rahmenprofils festgehalten. Der Boden 23 besteht beispielsweise aus Aluminiumblech, Holz oder Kunststoff. Auf die Bodenplatte 23 wird ein Wärmedämmstoff 24 aufge- legt, auf den wiederum ein Sonnenenergie-Absorber 25 aufgelegt und befestigt wird.

Der Sonnen- energie-Absorber 25 besteht vorzugsweise aus einem Rohrregister (Harfe), an das zur Erzielung einer grossen Bestrahlungsfläche ein Blech angeschweisst, aufgelötet oder anderweitig verbunden ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung bestehen das Blech und das Rohrregister aus Kupfer, wobei das Blech noch selektiv beschichtet ist. Durch das Rohrregister des Sonnenenergie- Absorbers strömt Wärmeträgermedium. Es ist mit der Zuleitung 21 und der Ableitung 22 verbun- den. Der Sonnenenergie-Absorber 25 wird durch eine Glasplatte 27 abgedeckt, die mit einer um- laufenden Gummidichtung 26 versehen und damit auf den Rahmen 10 aufgelegt ist. Abschliessend wird mit einer Aluminium-Glasleiste 28 die Glasplatte 27 bzw. die umlaufende Dichtung 26 am Rahmen 10 durch Verclipsung fixiert.

ANSPRÜCHE :
1. Rahmen für Sonnenkollektorkomponenten, mit einem Umfangsabschnitt und zumindest einem einwärts gerichteten Halteabschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (10) polygonförmig aus einem einstückigen Profil (1) ausgebildet ist, wobei an Ecken (10a, 10b, 10c, 10d) des polygonförmigen Rahmens der Umfangsabschnitt (1 b) des Profils umgebogen ist und der Halteabschnitt (1a) Gehrungseinschnitte (2) aufweist, und wobei die beiden Enden (1e, 1f) des Profils (1) miteinander verbunden sind.

Claims

2. Rahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehrungswinkel (y) der Gehrungseinschnitte (2) im Wesentlichen dem Biegewinkel (a) des Umfangsabschnitts (1a) des Profils (1) an den jeweiligen Rahmenecken (10a - 10d) entspricht.

3. Rahmen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (1) aus Alu- minium oder einer Aluminiumlegierung besteht.

4. Rahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil ein Hohlkammerprofil ist.

5. Rahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Enden (1e, 1f) des Profils an einer Seite des Rahmens aneinanderstossend (bei 3) angeordnet und miteinander verbunden sind.

6. Rahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Enden des Profils an einer Ecke des Rahmens aneinanderstossend angeordnet und mit- einander verbunden sind.

7. Rahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Umfangsabschnitt (1 b) des Profils (1) Durchtrittsöffnungen (1 d) für Zu- und Ableitungen (21, 22) ausgebildet sind.

8. Sonnenkollektor mit Sonnenkollektorkomponenten und einem die Sonnenkollektorkompo- nenten umgebenden Rahmen, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (10) polygon- förmig aus einem einstückigen Profil (1) ausgebildet ist, wobei an Ecken (10a, 10b, 10c, 10d) des polygonförmigen Rahmens der Umfangsabschnitt (1b) des Profils umgebogen ist und der Halteabschnitt (1a) Gehrungseinschnitte (2) aufweist, und wobei die beiden Enden (1e, 1f) des Profils (1) miteinander verbunden sind.

9. Sonnenkollektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehrungswinkel (y) der Gehrungseinschnitte (2) im Wesentlichen dem Biegewinkel (a) des Umfangsab- schnitts (1 a) des Profils (1) an den jeweiligen Rahmenecken (10a - 10d) entspricht.

10. Sonnenkollektor nach Anspruch 9 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.

11. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das <Desc/Clms Page number 4> Profil ein Hohlkammerprofil ist.

12. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Enden (1e, 1f) des Profils an einer Seite des Rahmens aneinanderstossend (bei 3) angeordnet und miteinander verbunden sind.

13. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Enden des Profils an einer Ecke des Rahmens aneinanderstossend angeordnet und miteinander verbunden sind.

14. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Umfangsabschnitt (1b) des Profils (1) Durchtrittsöffnungen (1d) für Zu- und Ableitungen (21,22) ausgebildet sind.

15. Verfahren zur Herstellung eines Rahmens für Sonnenkollektorkomponenten, umfassend das Bereitstellen eines einstückigen Profils, vorzugsweise aus Aluminium oder einer Alu- miniumlegierung, wobei das Profil einen Umfangsabschnitt und zumindest einen einwärts gerichteten Halteabschnitt aufweist, gekennzeichnet durch das Ausbilden von Geh- rungseinschnitten (2) im Halteabschnitt (1a) des Profils (1), das Umbiegen der Umfangs- abschnitte (1 b) des Profils im Bereich der jeweiligen Gehrungseinschnitte (2) in einem vor- gegebenen Biegewinkel (a), der vorzugsweise im Wesentlichen dem Gehrungswinkel (y) der Gehrungseinschnitte (2) entspricht, und das Miteinander-Verbinden der Enden (1e, 1f) des Profils.

16. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch das Einwärtsbiegen des Halteab- schnitts (1a) des Profils.

17. Verfahren zur Herstellung eines Sonnenkollektors, umfassend das Herstellen eines Rah- mens (10) für Sonnenkollektorkomponenten (20) gemäss Anspruch 15 oder 16 und das Einfügen von Sonnenkollektorkomponenten (20) in den Rahmen (10).

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