Die Erfindung betrifft eine Wanne für einen Sonnenkollektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zur thermischen Nutzung der Sonnenenergie im Niedertemperaturbereich werden derzeit im Wesentlichen drei Systeme eingesetzt.

1. Absorber ohne wärmeisolierendes Gehäuse (z. B. zur Schwim badbeheizung im Sommer)

2. Flachkollektoren mit einem Absorber in einem wärmeisolierten, oben lichtdurchlässigen Gehäuse.

3. Röhrenkollektoren mit einem Absorber in einer Glasröhre, die vorzugsweise evakuiert ist.

Die im Niedertemperaturbereich vorwiegend eingesetzten Flachkollektoren werden in Kastenbauweise ausgeführt. Das Gehäuse eines Flachkollektors wird regelmäßig aus Seitenwänden, einem Boden, einer lichtdurchlässigen Abdeckung mit gegebenenfalls einem Abdeckrahmen zusammengefügt. In dieses Gehäuse wird der Absorber mit Verrohrung und regelmäßig eine Dämmung eingelegt. Die Montage derartig aufgebauter Flachkollektoren ist arbeitszeit- und kostenintensiv.

Um die erforderlichen Fügeschritte und damit den Montageaufwand zu verringern, sind Flachkollektoren bekannt geworden, bei denen die Seitenwände und der Boden durch eine tiefgezogene Wanne ersetzt werden. Diese wird zum Beispiel aus Metall oder Kunststoff hergestellt. In die Wanne kann nachträglich Dämmwerkstoff (zum Beispiel Mineralfaserplatten) eingelegt werden. Bei evakuierten Vakuumflachkollektoren entfällt der Dämmstoff. Eine solche Verfahrensweise hat obgleich der Arbeitszeitersparnis aufgrund des geringeren Montageaufwands jedoch den Nachteil, daß sie nach wie vor kostenintensiv ist. Denn die tiefgezogenen Wannen werden zur Zeit aus teurem Werkstoff hergestellt.

Das Prinzip der Sonnenenergienutzung durch Flachkollektoren ist im Wesentlichen ausgereift. Einer breiten Anwendung stehen jedoch gerade die hohen Systemkosten und die damit verbundenen ebenfalls hohen Wärmeentstehungskosten entgegen.

Aufgaben und Vorteile der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Wanne für einen Sonnenflachkollektor auf möglichst kostengünstige Art herzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben.

Die Erfindung geht von einer Wanne für Sonnenkollektoren aus, die eine Wärmedämmschicht, Leitungen für einen Wärmeträger sowie einen Absorber aufnehmen kann und die mit einer strahlungsdurchlässigen Scheibe abgedeckt ist. Regelmäßig liegt hierzu die Scheibe auf dem Rand der Kollekorwanne auf und ist mittels eines Rahmens und einer umlaufenden Dichtung luftdicht verschlossen. Als Scheibenmaterial kommt

üblicherweise Glas, Kunststoff auch mehrlagig beispielsweise Glas und Folie in Betracht. Der Kern der Erfindung liegt nun darin, daß die Wanne wenigstens im Bereich der Seitenwände aus Preßholz hergestellt ist. Auf diese Weise wird eine deutliche Kostenersparnis erzielt, die nicht nur durch einen kostengünstigen Wannenwerkstoff sondern auch durch den Wegfall der Montage von Seitenwänden herbeigeführt wird. Vorteilhafterweise wird der Seitenwandbereich gegebenenfalls zusammen mit dem Wannenboden einstückig ausgeführt. Eine derartige Kollektorwanne läßt sich mit einem zweiteiligen Preßwerkzeug herstellen. Dazu werden vorzugsweise Holzspäne und Klebstoff unter hohem Preßdruck zu einem Preßholz hoher Dichte und Festigkeit verarbeitet.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der flache Bereich des Wannenbodens aus einem Werkstoff hergestellt, mit dem im Vergleich zu einem durchgehenden Preßholzboden ein geringeres Gewicht der Wanne realisierbar ist. Als Material kommt hierbei beispielsweise dünnes Aluminiumblech, Sperrholz oder Kunststoff in Frage.

Zur Herstellung einer vergleichsweise kostengünstigen Kollektorwanne wird jedoch vorgeschlagen, diese komplett aus Preßholz herzustellen.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird die Wärmedämmschicht und die Kollektorwanne in integrierter Bauweise aus Preßholz hergestellt. Die Herstellung einer Kollektorwanne mit integrierter Wärmedämmschicht kann in aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten in ein und demselben Preßwerkzeug erfolgen. In einem ersten Arbeitsschritt wird durch hohen Preßdruck eine Wanne aus Preßholz mit hoher Dichte und Festigkeit erzeugt. Hierzu wird der Preßmasse durch das Ober- und Unterwerkzeug Heizenergie zugeführt. In einem zweiten Arbeitsvorgang wird nur vom Oberwerkzeug Heizenergie in eine auf die Wanne aufgestreute Preßmasse

zugeführt, da die im Unterwerkzeug bereits vorhandene Wanne wärmeisolierend wirkt. Die Verklebung der Holzspäne im zweiten Preßvorgang erfolgt dadurch hauptsächlich in der Nähe des beheizten Oberwerkzeugs, das heißt an der Oberfläche zur Innenseite des Kollektors. Eine relativ lose Schüttung im Iπnenbereich mit Lufteinschlüssen bleibt daher weitgehend erhalten und wirkt als Wärmedämmschicht. Somit entsteht eine integrierte Dämmschicht aus Preßholz geringer Dichte im Innenbereich und etwas höherer Dichte und glatter Oberfläche am Rand zur Kollektorseite. Die Dichte der Dämmschicht läßt sich durch den Parameter "Menge der Holzspäne" bei vorgegebener Lage eines Anschlags für das Oberwerkzeug leicht einstellen. Die Kollektorwanne mit integrierter Wärmedämmschicht kann somit in aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten mit demselben Werkzeug hergestellt werden, ohne daß die Kollektorwanne vorher aus dem Werkzeug entfernt wird.

Um eine rationelle Fertigung zu erzielen, wird außerdem vorgeschlagen, für die Kollektorwanne als auch für die Wärmedämmschieht die gleiche Körnung von Holzspänen einzusetzen. Aus technischer Sicht kann es allerdings günstiger sein unterschiedliche Körnungen für Wanne und Dämmschicht bzw. innerhalb einer Schicht zu verwenden.

Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Wanneninnenseite mit einer Wärmestrahlung reflektierenden Folie überzogen ist. Auf diese Weise wird die effektive Abstrahlung von Wärme auf der Rückseite des Absorbers verringert.

Um den Montageaufwand zu reduzieren wird außerdem vorgeschlagen, daß die Wärmedämmschicht Sicken aufweist, die als Aussparungen für die Rohrleitungsführung dienen. In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn in die Wärmedämmschicht an geeigneter Stelle Gewindeeinsätze

eingebracht sind, an denen sich Absorberstreifen befestigen lassen.

Zur Vermeidung einer Abschattung des Absorbers wird darüber hinaus vorgeschlagen, daß die Dämmschicht im Randbereich der Kollektorwanne mit einer Schräge ausläuft.

Weiterhin ist es vorteilhaft, zur Versteifung des Kollektorwannenbodens in der Wanne Sicken vorzusehen.

Für eine einfache Befestigung der Kollektoren wird außerdem vorgeschlagen, daß in die Seitenwandung der Kollektorwanne an geeigneter Stelle und in erforderlicher Anzahl zusätzliche Gewindeeinsätze eingebracht werden, über die der Kollektor auf Abstützelementen mittels Fixierungselementen montiert werden kann.

Ebenfalls ist es günstig, daß die Seitenwand der Wanne an den Durchtrittstellen für die Rohrleitungen auf der ganzen Höhe mit einer steilen Neigung von beispielsweise 75° ausgeführt ist, und eine Ebene bildet, in die eine Bohrung eingebracht werden kann.

In den verbleibenden Bereichen der Seitenwand ist es vorteilhaft, die Neigung der Kollektorwanne zweistufig auszuführen, wobei der untere Bereich als ca. 45° Schräge ausgebildet ist, während im oberen Bereich die Neigung mit zum Beispiel 75° steiler verläuft.

Für eine sichere Befestigung der Kollektorwanne ist es schließlich von Vorteil, wenn die Wanne derart auf Abstützelementen gelagert wird, daß die Gewichtskraft des Kollektors über die Außenwandung über Stützelemente und nicht über Gewindebuxen in die Unterkonstruktion eingeleitet wird und daß mittels einer Fixierhilfe die Lage der Kollektorwanne

über die Gewindebuxen in der Seitenwandung und einem Befestigungspunkt auf dem Abstützelement festgelegt wird.

Zeichnungen:

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile und Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine erste erfindungsgemäße Kollektorwanne in einer geschnittenen Darstellung auf Grund eines Schnittes senkrecht zur Wannenebene,

Fig. 2 eine zweite erfindungsgemäße Kollektorwanne mit integrierter Dämmschicht zum Zeitpunkt der Beendigung des zweiten Preßvorgangs in einer geschnittenen Darstellung auf Grund eines Schnittes senkrecht zur Wannenebene,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Sonnenflachkollektors auf Grund eines Schnittes senkrecht zur Wannenebene und in Querrichtung zur Wanne an der Stelle einer Rohrdurchführung durch die Seitenwandung,

Fig. 4 einen Ausschnitt aus einem komplett montierten erfindungsgemäßen Flachkollektor gemäß Fig. 2 in einer geschnittenen Darstellung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele:

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Kollektorwanne 1 ohne Dämmschicht zwischen einem Preßunterwerkzeug 2 und einem Preßoberwerkzeug 3 am Ende des Preßvorgangs. Beim Preßvorgang werden Vertiefungen in Form von Sicken 6 am Wannenboden

ausgebildet, die zur Versteifung der üblicherweise Im x 2m großen Wanne dienen. Im unteren Bereich 8 der Seitenwände ist die Wanne mit einer vorzugsweise 45° Neigung ausgeführt. Im oberen Bereich 9 ist sie mit einer Neigung von ca. 75° ausgeführt. In diesen Abschnitt sind zwei treppenförmige Absätze 10 eingebracht, damit die Späne beim Eindringen in das Unterwerkzeug nicht vom steilen Bereich der Seitenwandung abrutschen. Im Oberwerkzeug sind an entsprechenden Stellen ebenfalls Abstufungen 11 angebracht, die das Material in diesem Bereich verdichten. Zwischen den Abstufungen 10, 11 lassen sich Gewindeeinsätze 12 (vergleiche hierzu Fig. 4) für die Befestigung der Wanne vorsehen. Im Bereich des oberen Randes 13 der Kollektorwanne kann eine Nut 14 eingepreßt werden, die zur Aufnahme einer umlaufenden Dichtung 20 für eine darauf liegende strahlungsdurchlässige Scheibe 19 dient. Die Scheibe 19 läßt sich mittels eines Rahmenteils 21 bezüglich der Dichtung 20 am oberen Rand 13 der Wanne 1 fixieren (vgl. Fig. 3 und Fig. 4).

Fig. 2 zeigt die Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Kollektorwanne 1 mit integrierter Dämmschicht 1' zwischen dem Preßunterwerkzeug 2 und dem Preßoberwerkzeug 3 am Ende eines zweiten Preßvorgangs gegen den Anschlag 4. Nach dem zweiten Preßvorgang liegt ein Zweischichtenaufbau vor. In einem ersten Preßvorgang wird die Kollektorwanne 1 gemäß Fig. 1 erzeugt. Dann wird das Preßwerkzeug nach oben gefahren, erneut Preßmasse (im wesentlichen Holzspäne und Klebemittel) aufgebracht und diese Preßmasse so verdichtet, daß eine relativ lockere Dämmschicht 1' mit einer stärker verdichteten Oberfläche 1'' entsteht. Gegebenenfalls kann die Oberfläche 1'' mit einer Wärmestrahlung reflektierenden Folie überzogen werden. In die Dämmschicht 1' sind Vertiefungen 5 als Aussparung für Rohrleitungen 18 (vergleiche hierzu Fig. 4) eingepreßt, in denen die Wärmeträgerflüssigkeit geführt wird. Die Vertiefungen 5 entsprechen vorzugsweise der Sickenanordnung im Wannenboden. Die Tiefe dieser Aussparungen

ist jedoch abhängig von der Anordnung der Rohrleitungen im Absorber. Im Randbereich 7 wird die Dämmschicht mit einer

Neigung von vorzugsweise 45° zur lichtdurchlässigen Abdeckung 10 nach oben geführt, um eine Abschattung der Absorberstreifen 17 im Randbereich zu vermeiden. Überstehendes Material 15 der Dämmschicht kann durch einen nachgeordneten SchleifVorgang entfernt werden. Im Übrigen weisen zu Fig. 1 entsprechende Merkmale die gleichen Bezugszeichen auf. In der Dämmschicht werden an geeigneten Stellen Gewindeeinsätze vorgesehen, um die Absorberstreifen 17 (siehe Fig. 4) an der Wanne mit jeweils einer Schraube zu befestigen.

Im Bereich der Durchführungen der Rohrleitungen 18, der in Fig. 3 dargestellt ist, verläuft an Stelle der abgestuften Neigung von 75° und 45° die Wannenwandung vorzugsweise als

75°-Schräge bis in den Bereich des Wannenbodens, so daß Ausbuchtungen 22 mit planer Oberfläche entstehen. Nach dem Preßvorgang werden an diesen Stellen parallel zum Wannenboden Bohrungen 23 in die Seitenwandung eingebracht. Durch diese lassen sich dann die Anschlüsse der Leitungen 24 für die Wärmeträgerflüssigkeit nach außen führen. Die Fixierung der Leitungen kann mittels Schneidringen erfolgen, die über speziell aufliegende Unterlagscheiben 25 mit entsprechender

75° Neigung die Anpreßkraft auf die Wannenwandung übertragen.

Die Montage eines erfindungsgemäßen Kollektors auf eine Unterkonstruktion ist in Fig. 4 dargestellt. Sie erfolgt über Blechschuhe 26 und beispielsweise Blechwinkel 27. Der Blechschuh ist mit einem vorgestanzten Blech zu einem räumlichen Körper mit einer 45° Schräge an der Stirnseite 28 gebogen und zum Beispiel punktgeschweißt. Auf diesen am Umfang des Kollektors angebrachten Stützpunkten wird der Kollektor auf der eventuell unebenen Unterkonstruktion ausgerichtet. Die Übertragung der Gewichtskraft erfolgt hier

über die Seitenwandung der Kollektorwanne direkt auf den Blechschuh und wird von dort in die Unterkonstruktion eingeleitet. Die Größe der Auflagefläche an der Stirnseite des Blechschuhs ist entsprechend der zulässigen Flächenpressung des Preßholzwerkstoffs auszulegen. Die in die Wandung eingebrachten Gewindeeinsätze 12 dienen zur Fixierung der Lage des Kollektors auf den Blechschuhen. In den Winkel 27 sind hierzu beispielsweise zwei Langlöcher eingestanzt. Der Blechschuh besitzt im Bereich des Winkels zum Beispiel eine tiefgezogene Bohrung 29, in die eine Blechschraube eingeschraubt werden kann. Der Blechschuh ist seinerseits beispielsweise über die Bohrung 30 und durch geeignete Befestigungsmittel fixiert.

Die Lage der Schrauben ist vorteilhafterweise so auszuwählen, daß diese auch bei nebeneinander angeordneten Kollektoren über den Montagespalt mit gängigem Werkzeug verstellbar sind. Der Montagespalt läßt sich nach der Montage beispielsweise mittels einer Abdeckleiste überdecken.