DE9015074U1 - Roof covering element and associated arrangement for the generation of solar energy - Google Patents
Roof covering element and associated arrangement for the generation of solar energyInfo
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Description
Dipl. Ing. (FH)Dipl. Ing. (FH)
Heiner Bauer &bgr;»» f-Heiner Bauer &bgr;»» f-
Telefon CSI80/339 oder 26MTelephone CSI80/339 or 26M
der Sonnenenergieof solar energy
Die Erfindung betrifft ein die Form eines Dachziegels aufweisendes Dachabdeckelement und eine dazugehörige Anordnung für die Gewinnung der Sonnenenergie, wobei das Dachabdeckelement hohl ausgebildet ist und mit einem Zu- und Abfluß für die Durchleitung eines zu erwärmenden Fluids durch den Hohlraum versehen ist.The invention relates to a roof covering element in the shape of a roof tile and an associated arrangement for the generation of solar energy, wherein the roof covering element is hollow and is provided with an inlet and outlet for the passage of a fluid to be heated through the hollow space.
Zur Ausnutzung der Sonnenenergie ist eine Vielzahl von Vorschlägen bekannt, die jedoch in der baulichen Ausführung zu teuer, sowie meist für die Baugestaltung, insbesondere die architektonische Gestaltung nicht tragbar und darüber hinaus auch störanfällig sind.A large number of proposals are known for the use of solar energy, but they are too expensive to construct, are usually not suitable for building design, especially architectural design, and are also susceptible to failure.
Beispielsweise ist es aus der DE-DS 2 309 3G7 bekannt, unter einem mit Dachabdeckelementen gedeckten Dach ein Rohrsystem vorzusehen, durch das klasser strömt.For example, it is known from DE-DS 2 309 3G7 to provide a pipe system under a roof covered with roof covering elements through which air flows.
Hierbei wird die Sonneneinstrahlung zur Aufwärmung des Wassers in den Rohren genutzt.Solar radiation is used to heat the water in the pipes.
Diese Anordnung ist aufgrund der sehr hohen Uärmeverluste äußerst unwirtschaftlich.This arrangement is extremely uneconomical due to the very high heat losses.
Aus der DE-OS 2 529 095 kennt man ein Plattenelement, gegebenenfalls auch in Ziegelform, gemäß der eingangs genannten Gattung der Erfindung. Dieses Plattenelement ist mit einem Hohlraum versehen, durch den das zu erwärmende Fluid strömen kann. Die im Einbauzustand obere, aus Blech bestehende Wand soll die Sonnenwärme absorbieren und an das in dem darunter befindlichen Hohlraum strömende Fluid abgeben. Auch diese Anordnung hat einen sehr schlechten thermischen Wirkungsgrad und ist daher unwirtschaftlich, da die obere Blechwand die aufgenommene Energie zum großen Teil wieder nach aussen abgibt, z. B. an einen darüberstreichenden Wind.DE-OS 2 529 095 discloses a plate element, possibly also in brick form, according to the type of invention mentioned at the beginning. This plate element is provided with a cavity through which the fluid to be heated can flow. The upper wall, made of sheet metal when installed, is intended to absorb the sun's heat and transfer it to the fluid flowing in the cavity below. This arrangement also has a very poor thermal efficiency and is therefore uneconomical, since the upper sheet metal wall transfers most of the absorbed energy back to the outside, e.g. to a wind blowing over it.
dort
Der Fluidkreislauf wird/durch Zwangsumwälzung mittels einer Pumpe erzeugt. Dies bedingt einen entsprechenden
Druck im Fluid. Dies erfordert aber entsprechende Abdichtungen beim Überleiten des Fluid von einem Dachabdeckelement
zum anderen. Solche Abdichtungen sind in der Praxis nicht oder nur mit einem nicht vertretbaren
Kostenaufwand herzustellen. Sie sind vor allem dann nicht zu verwirklichen, wenn ein solches Dachabdeckelement
wie ein gewöhnlicher Ziegel verlegt, gegebenenfalls für Reparaturen ausgewechselt werden
soll. Ferner ist beim Gegenstand der DE-OS 2 529 095 eine starre Verbindung der Plattenelemente miteinander
vorgesehen. Da sich aber die Plattenelemente aufgrund der unterschiedlichen Temperaturen und
Insbesondere bei Verwendung von Blech für die obere, wärmeabsorierende Wand relativ stark ausdehnenthere
The fluid circuit is created by forced circulation using a pump. This requires a corresponding pressure in the fluid. However, this requires corresponding seals when transferring the fluid from one roof covering element to another. In practice, such seals cannot be created or can only be created at an unreasonable cost. They cannot be implemented in particular if such a roof covering element is to be laid like a normal tile and replaced for repairs if necessary. Furthermore, the subject of DE-OS 2 529 095 provides for a rigid connection between the plate elements. However, since the plate elements expand relatively strongly due to the different temperatures and in particular when sheet metal is used for the upper, heat-absorbing wall,
Für die vorstehend genannten Ausführungsformen der Erfindung gilt, daß die erfindungsgemäßen Mittel, bzw. Merkmale mit einem relativ geringen Herstellungsaufwand verwirklicht werden können und daß die eingedeckten Ziegel sich im notwendigen Maß zueinander verschieben können, z. B. bei durch Temperaturänderung bewirkten Ausdehnungen oder Kontraktionen.For the above-mentioned embodiments of the invention, the means or features according to the invention can be implemented with relatively little manufacturing effort and the covered tiles can move relative to one another to the extent necessary, e.g. in the event of expansion or contraction caused by temperature changes.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen, sowie der nachstehenden Be-Schreibung und der dazugehörigen Zeichnung von erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen zu entnehmen. In der Zeichnung zeigt:Further advantages and features of the invention can be found in the further subclaims, as well as the following description and the associated drawing of embodiments according to the invention. The drawing shows:
Fig. 1: Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Draufsicht,Fig. 1: A first embodiment of the invention in plan view,
Fig. 2: einen Schnitt durch Fig. 1 gemäß der Linie A-B,Fig. 2: a section through Fig. 1 along the line A-B,
Fig. 3: eine Abwandlung des Ziegels nach den Figuren 1, 2,Fig. 3: a modification of the brick according to Figures 1, 2,
Fig. 4: Teil eines Verbandes mit Ziegeln gemäß den Fig. 1 bis 3,Fig. 4: Part of a brickwork according to Figs. 1 to 3,
Fig. 5: in der Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,Fig. 5: a plan view of another embodiment of the invention,
Fig. 6: die zu Fig. 5 gehörende Unteransicht,Fig. 6: the bottom view corresponding to Fig. 5,
-A--A-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung in erster Linie vorgeschlagen, daß die im Einbauzustand oben liegende Wand des Dachabdeckelementes zumindest auf einem Teil ihrer Fläche durchsichtig ist, daß die im Einbauzustand untere Wand des Dachabdeckelementes zumindest auf einem Teil ihrer Fläche an ihrer der oberen Wand zugekehrten Seite als Wärmeabsorber, z. B. in Form einer dunklen oder schwarzen Beschichtung, ausgebildet ist, wobei die durchsichtigen und wärmeabsorbenden Wandteile übereinander angeordnet sind und daß die Dachabdeckelemente, insbesondere deren Zu- und Ablauföffnungen, sowie falls notwendig auch die dazugehörige Anordnung so ausgestaltet sind, daß das Fluid drucklos und im freien Fall von oben nach unten in die Dachabdeckelemente hinein, durch diese hindurch über deren Absorber und aus den Dachabdeckelementen hinaus fließt. Ein solches Dachabdeckelement ist mit einem fabrikatorisch verhältnismäßig einfachen Aufwand und in den üblichen Dachziegelformen (z. B. Form eines Biberschwanzziegels, eines Falz- oder Strangfalzziegel und von "Mönch und Nonne") herstellbar. Die nahezu ungehindert durch den durchsichtigen oberen Wandteil durchströmende Sonnenenergie wird von dem absorbenden Teil der unteren Wand gespeichert und an das darüber fließende Fluid, &zgr;. &Bgr;. Wasser, abgegeben. Hierdurch wird ein um ein Vielfaches höherer thermischer Wirkungsgrad als bei den erläuterten, vorbekannten Dachabdeckelementen erzielt. Wärmeverluste durch Ausstrahlung nach außen treten praktisch nicht auf. DaTo solve this problem, the invention primarily proposes that the wall of the roof covering element that is on top in the installed state is transparent over at least part of its surface, that the wall of the roof covering element that is on the bottom in the installed state is designed as a heat absorber, e.g. in the form of a dark or black coating, at least over part of its surface on the side facing the upper wall, with the transparent and heat-absorbing wall parts being arranged one above the other, and that the roof covering elements, in particular their inlet and outlet openings, and if necessary also the associated arrangement, are designed in such a way that the fluid flows without pressure and in free fall from top to bottom into the roof covering elements, through them, over their absorbers and out of the roof covering elements. Such a roof covering element can be manufactured with relatively simple manufacturing effort and in the usual roof tile shapes (e.g. in the form of a plain tile, an interlocking or extruded interlocking tile and of a "monk and nun"). The solar energy flowing almost unhindered through the transparent upper part of the wall is stored by the absorbing part of the lower wall and released into the fluid flowing above it, ζ. β. water. This achieves a thermal efficiency that is many times higher than with the previously known roof covering elements explained. Heat losses due to radiation to the outside practically do not occur. Since
das Fluid unmittelbar die uärmeabsorbende Fläche der unteren Wand berührt, ist ein direkter Wärmeübergang von dort auf das Fluid möglich.If the fluid directly touches the heat-absorbing surface of the lower wall, a direct heat transfer from there to the fluid is possible.
Das das Fluid aufgrund seines Eigengefälles von oben nach unten durch die Dachabdeckelemente und von einem Dachabdeckelement in das andere fließt, muß es nicht den gesamten Hohlraum der Dachabdeckelemente ausfüllen.Because the fluid flows from top to bottom through the roof covering elements and from one roof covering element to the other due to its inherent gradient, it does not have to fill the entire cavity of the roof covering elements.
Dieses drucklose Hindurchleiten des Fluids durch die Dachabdeckelemente vermeidet die erläuterten Dichtungsprobleme, die bei einem unter Druck hinddurchgeführten Fluid auftreten würden.This pressure-free passage of the fluid through the roof covering elements avoids the sealing problems described above that would occur if the fluid were passed through under pressure.
Dabei ist auch noch zu berücksichtigen, daß in Ziegelform ausgebildete Dachabdeckelemente beim Verlegen auf dem Dach nicht starr miteinander verbunden werden dürfen. Vielmehr sind sie so zu verlegen, daß sie sich bei Temperaturschwankungen gegeneinander bewegen können, was mit einem Dachabdeckelement nach der Erfindung ohne weiteres möglich ist.It should also be taken into account that roof covering elements in the form of tiles must not be rigidly connected to one another when laid on the roof. Rather, they must be laid in such a way that they can move against one another when there are temperature fluctuations, which is easily possible with a roof covering element according to the invention.
Für die Dacheindeckung, bestehend aus einzelnen Elementen, ist die Kupplung das wichtigste Element. Die Kupplung besteht aus Silicon oder ähnlichem flexiblen Material.For roof coverings consisting of individual elements, the coupling is the most important element. The coupling is made of silicone or a similar flexible material.
Die nach der Erfindung ausgebildeten Dachabdeckelemente können in der üblichen Weise, also nach den bestehenden Handwerkerregeln, auf eine der üblichen Dachlattungen verlegt werden. Dabei können sie die ganze Fläche oder auch nur die Teilfläche eines Daches bedecken.The roof covering elements designed according to the invention can be installed in the usual way, i.e. according to the existing trade rules, on one of the usual roof battens. They can cover the entire surface or just part of a roof.
Sie unterscheiden sich insotoeit nicht von den herkömmlichen Dachabdeckungsarten. In this respect, they do not differ from conventional types of roof covering.
Damit ist die Erfindung auch für die Anwendung bei schon vorhandenen Häusern und vor allem auch bei kleineren Häusern geeignet.This means that the invention is also suitable for use in existing houses and especially in smaller houses.
eignet. Insbesondere erlaubt die Erfindung, daß hiernach hergestellte Dachabdeckelemente einzeln oder in größerer Anzahl nachträglich von außen aus einem Verband solcher Elemente herausgenommen, bzw. wieder eingesetzt werden können, z. B. im Fall von Reparaturen. Hier kommt besonders der Vorteil der erfindungsgemäßen Abdeckelemente zur Geltung, daß sie zwar den drucklosen Fluß des Fluids ermöglichen, jedoch in Dicke und Aussehen den üblichen Ziegeln entsprechen, wobei z. B. die Dicke wie bei den bekannten Dachziegeln zwischen 14 und 22 mm variiert. Müßte man dagegen bei dem Verlegen oder Abnehmen eines Dachabdeckelementes jedes Mal im Dachinnern arbeiten, bzw. dort Anschlüsse herstellen, so hätte dies nicht nur einen erheblichen Mehraufwand an Arbeit zur Folge. In vielen Fällen wären derartige Arbeiten technisch gar nicht möglich; zumindest würde dies dem nachträglichen Ausrüsten von vorhandenen Häusern mit Solarelementen entgegenstehen. Auch die Dichtheit des mit Dachabdeckelementen nach der Erfindung hergestellten Daches ist ebenso wie bei bekannten Ziegeln gewährleistet.In particular, the invention allows roof covering elements manufactured according to this method to be removed individually or in large numbers from an assembly of such elements from the outside or to be reinserted, e.g. in the case of repairs. The advantage of the covering elements according to the invention is particularly evident here: although they allow the fluid to flow without pressure, they correspond in thickness and appearance to conventional tiles, whereby, for example, the thickness varies between 14 and 22 mm, as with known roof tiles. If, on the other hand, one had to work inside the roof or make connections there every time a roof covering element was laid or removed, this would not only result in a considerable amount of extra work. In many cases, such work would not be technically possible at all; at least it would prevent existing houses from being subsequently equipped with solar panels. The tightness of the roof manufactured with roof covering elements according to the invention is also guaranteed, just like with known tiles.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der durchsichtige Teil der oberen Wand als luftgefüllte Zelle ausgebildet, die von zwei übereinander liegenden durchsichtigen Wänden gebildet ist, wobei diese Wände bevorzugt einen geringen Abstand voneinander haben. Damit wird eine Art Strahlenfalle geschaffen, so daß möglichst viel an kurzwelliger Sonnenstrahlung durch die durchsichtigen Wände hindurchge-According to a preferred embodiment of the invention, the transparent part of the upper wall is designed as an air-filled cell, which is formed by two transparent walls lying one above the other, whereby these walls are preferably a short distance from each other. This creates a type of radiation trap, so that as much short-wave solar radiation as possible can pass through the transparent walls.
lassen und vom Absorber aufgefangen wird, jedoch in umgekehrter Richtung die Wärmestrahlung im langwelligen Bereich an einem Wiederaustreten gehindert wird. Darüberhinaus schafft diese Doppelwandung mit der dazwischen befindlichen Luftschicht eine zusätzliche Isolation gegen ein Abstrahlen der im Hohlraum zwischen diesen Wänden und der Absorberfläche befindlichen Wärme nach außen.and is captured by the absorber, but in the opposite direction the heat radiation in the long-wave range is prevented from escaping again. In addition, this double wall with the layer of air in between creates additional insulation against the heat in the cavity between these walls and the absorber surface radiating outwards.
Die erfindungsgemäßen Dachabdeckelemente können ausThe roof covering elements according to the invention can be made of
und witterungsbeständigenand weather-resistant
jedem beliebigen harten/Werkstoff, z. B. einem Kunststoff oder auch aus Aluminium, bestehen. Hierbei empfiehlt sich die Verwendung eines Werkstoffes der gieß- oder spritzbar 1st. ...: _ ■■"■_-·■ any hard material, e.g. plastic or aluminum. It is recommended to use a material that can be cast or sprayed. ...: _ ■■"■_-·■
, Diese Dachziegel passen sich im Werkstoff und im Aussehen und damit auch in der Handhabung durch den Dachdecker den schon vorhandenen Dachziegeln weitgehend an. Es ist also ein besonderer Vorteil der Erfindung, daß hierbei die physikalischen Eigenschaften des Tones und seine Jahrhunderte alte Bewährung beibehalten werden können., These roof tiles are largely similar to the existing roof tiles in terms of material and appearance, and therefore also in terms of handling by the roofer. It is therefore a particular advantage of the invention that the physical properties of the clay and its centuries-old proven properties can be retained.
Weiter schlägt die Erfindung vor, daß bei Ausbildung des Dachabdeckelementes in Form eines Biberschwanzziegels oder in der Form von "Mönch und Nonnenziegel die jeweils im eingebauten bzw. eingedeckten Zustand oben liegende Wand des Dachelementes in ihrem oberen Bereich zwei Einlaßöffnungen für das Fluid und die im eingebauten bzw. eingedeckten Zustand des Dachabdeckelementes unten liegende Wand in ihrem unteren Bereich zwei Auslaßöffnungen aufweist, wobei je eine Einlaßöffnung und je eine Auslaßöffnung in einer Fallinie des eingedeckten Dachabdeckelementes übereinander liegen und diese Fallinie sich in der Mitte zwischen der jeweiligen Längsseitenkante und der Längsmittellinie des Dachabdeckelementes befinden. Hierdurch wird bei Dachabdeckelementen in den genannten Formen unter Beibehaltung der schon erläuterten Erfindungsvorteile erreicht, daß sich das Fluid sehr gleichmäßig über die gesamte, hiervon abgedeckte Dachfläche verteilt, indem sich das Fluid eines Dachabdeckelementes von oben her dreieckförmig nach unten verbreitert und sich diese Fluid-Dreiecke der einzelnen Dachabdeckeleraente gegenseitig überschneiden. The invention further proposes that when the roof covering element is designed in the form of a plain tile or in the form of a monk and nun tile, the wall of the roof element which is at the top in the installed or covered state has two inlet openings for the fluid in its upper area and the wall which is at the bottom in the installed or covered state of the roof covering element has two outlet openings in its lower area, with one inlet opening and one outlet opening each lying one above the other in a fall line of the covered roof covering element and this fall line being in the middle between the respective long side edge and the long center line of the roof covering element. This means that with roof covering elements in the above-mentioned shapes, while retaining the already explained advantages of the invention, the fluid is distributed very evenly over the entire roof area covered by it, in that the fluid of a roof covering element widens triangularly from the top downwards and this Fluid triangles of the individual roof covering elements overlap each other.
Um bei Dachabdeckelementen, die in Form eines Falzziegels, eines Pfannenziegels, eines Kremperziegels oder dergleichen ausgebildet sind ,das drucklose Fließen desIn order to ensure the pressure-free flow of the roof covering elements in the form of interlocking tiles, pan tiles, ridge tiles or the like,
Fluids von einem Element zum nächster, nicht nur einfach zu gestalten, sondern auch eine hierzu brauchbare und einfache Konstruktion zu schaffen, sieht die Erfindung mit einem weiteren Vorschlag vor, daß der Hohlraum des Dachabdeckelecnentes mit einer Einlaßöffnung des im eingedeckten Zustand oberen Endes des Dache lenient es in Verbindung steht, daß ein Auf fang für das vom darübergelegpnen Dachelement abfließende Fluid vorgesehen und mit der Einlaßöffnung, das Fluid in diese hineinleitend,verbindbar ist und daß das Dachelement im Bereich seines unteren Endes eine Auslaßöffnung aufweist, die sich im eingedeckten bzw. eingebauten Zustand oberhalb des Auffanges des nächsten darunter liegenden Dachelementes befindet. Der Auffang ist bevorzugt ein gesonderter Teil, der in ei ^ solches Dacheletnent eingesteckt werden kann.In order to not only make the transfer of fluid from one element to the next simple, but also to create a simple construction that is useful for this purpose, the invention provides with a further proposal that the cavity of the roof covering element is connected to an inlet opening of the upper end of the roof element when covered, that a catchment for the fluid flowing from the roof element above it is provided and can be connected to the inlet opening, leading the fluid into it, and that the roof element has an outlet opening in the area of its lower end, which is located above the catchment of the next roof element below when covered or installed. The catchment is preferably a separate part that can be inserted into such a roof element.
Wie vorstehend erwähnt, ist eine sehr vorteilhafte und in der praktischen Ausführung des Herstellens und Verlegens besonders einfache Ausgestaltung der Ein- und Auslaßöffnung so gewählt, daß diese übereinander liegen. Dabei können gegebenenfalls die Ein- und Auslaßöffnungen auch ineinandergreifen. Mit einer solchen Ausgestaltung ist der freie Fall des Fluids von einem Dachabdeckelement zum nächsten besonders sicher und einfach gewährleistet. Dies gilt auch für die erläuterten Dachabdeckelemente in Form von Biberschwanzziegeln oder den hiermit ähnlichen Schwalbenschwanzziegeln.As mentioned above, a very advantageous and particularly simple design for the inlet and outlet openings in terms of practical manufacture and installation is chosen so that they lie one above the other. If necessary, the inlet and outlet openings can also interlock. With such a design, the free fall of the fluid from one roof covering element to the next is ensured particularly safely and easily. This also applies to the roof covering elements explained in the form of plain tiles or the similar dovetail tiles.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind zusätzlich zur Erwärmung des Fluids, d. h. hiermit in Kombination·, in den Dachabdeckelementen elektrische Elemente vorgesehen welche die Sonnenwärme oder das Sonnenlicht in elektrische Energie umsetzen. Elektrische Solarzellen sind für sich bekannt. Ihne haftet der Mangel an, daß ihr Wirkungsgrad mit zunehmender Temperatur rasch sinkt. Bei der erfindungsgemäßen Kombination solcher elektrischer Zellen oder Elemente mit einem die Dachabdeckelemente durchströmenden Fluid kann des Fluid mittelbar oder unmittel- In a particularly advantageous embodiment of the invention, in addition to heating the fluid, i.e. in combination with this, electrical elements are provided in the roof covering elements, which convert the sun's heat or sunlight into electrical energy. Electric solar cells are known in themselves. They have the disadvantage that their efficiency drops rapidly as the temperature increases. With the inventive combination of such electrical cells or elements with a fluid flowing through the roof covering elements, the fluid can be heated directly or indirectly.
bar zur Kühlung dieser elektrischen Elemente vorgesehen werden und dadurch deren Wirkungsgrad erheblich steigern. Die Kühlung der elektrischen Elemente kann auch durch das Kühlwasser einer Wärmepumpe erfolgen, sofern die von den Dachabdeckelementen versorgte Anlage eine Wärmepumpe aufweist. Die Kombination der Erwärmung eines Fluids und der Umsetzung von Sonnenenergie in elektrische Energie in ein und dem selben Abdeckelement hat ferner den Vorteil der eigenen, autarken Erzeugung von elektrischen vonbar for cooling these electrical elements and thereby significantly increase their efficiency. The cooling of the electrical elements can also be done by the cooling water of a heat pump, provided that the system supplied by the roof covering elements has a heat pump. The combination of heating a fluid and converting solar energy into electrical energy in one and the same covering element also has the advantage of its own, self-sufficient generation of electrical energy from
Strom und/Wärme für die Energieversorgung und Heizung eines Hauses oder dergleichen. Man ist damit von einer externen elektrischen Stromversorgung unabhängig, was z. B. in Katastrophenfällen oder auch in Gegenden, in denen keine Stromversorgung exi- * stiert, entscheidend wichtig ist.Electricity and/or heat for the energy supply and heating of a house or similar. This makes you independent of an external electrical power supply, which is crucial in the event of a disaster or in areas where there is no electricity supply.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen, sowie der nachfolgenden Beschreibung und den dazugehörigen Zeichnungen von erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen zu entnehmen. In der Zeichnung zeigt:Further advantages and features of the invention can be found in the further subclaims, as well as the following description and the associated drawings of embodiments according to the invention. The drawing shows:
Fig. 1: Perspektivisch eine Teilfläche eines nach der Erfindung ausgestalteten Daches,Fig. 1: Perspective view of a partial surface of a roof designed according to the invention,
. Fig. 2: ebenfalls perspektivisch eine Innenansicht ei. Fig. 2: also a perspective view of an interior
nes Dachstuhles mit Dachabdeckelementen und einer Anordnung nach der Erfindung,of a roof truss with roof covering elements and an arrangement according to the invention,
Fig. 3: in einem Längsschnitt gemäß der Linie A-BFig. 3: in a longitudinal section along the line A-B
in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,in Fig. 1 an embodiment of the invention,
Fig. 4: im vergrößerten Maßstab und in einem Längsschnitt gemäß Fig. 3, aber nur in einer Teildarstellung, ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,Fig. 4: on an enlarged scale and in a longitudinal section according to Fig. 3, but only in a partial representation, another embodiment of the invention,
Fig. 5 weitere Ausführungsmöglichkeiten un ' der Erfindung bei anderen Ziegelformen, Fig. 5 further possible embodiments of the invention for other brick shapes,
Fig. 7: ein eßtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Draufsicht,Fig. 7: a first embodiment of the invention in plan view,
Fig. 8: einen Schnitt durch Fig. 1 gemäß der Linie C-D,Fig. 8: a section through Fig. 1 along the line C-D,
Fig. 9: eine Abwandlung des Dachabdeckelementes nach den Figuren 7 und 8,Fig. 9: a modification of the roof covering element according to Figures 7 and 8,
Fig. 10: einen Teil eines Verbandes aus Dachabdeckelementen gemäß den Figuren 7 bis 9,Fig. 10: a part of a structure made of roof covering elements according to Figures 7 to 9,
Fig. 11: in der Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,Fig. 11: a plan view of another embodiment of the invention,
Fig. 12: die zu Fig. 11 gehörende Unteransicht,Fig. 12: the bottom view corresponding to Fig. 11,
Fig. 13: einen Schnitt durch Fig. 11 gemäß der Linie E-F,Fig. 13: a section through Fig. 11 along the line E-F,
Fig. 14: eine Stirnansicht gemäß dem Pfeil G in Fig. 13 unter Weglassung des Auffanges,Fig. 14: a front view according to arrow G in Fig. 13, omitting the collection,
Fig. 15: in einem Schnitt gemäß der LinieFig. 15: in a section along the line
H-I in Fig. 16 und in einer abgewandelten Ausführungsform der zum Ausführungsbeispiel der Fig. 12 bis 14 gehörende Auffang,H-I in Fig. 16 and in a modified embodiment the catchment belonging to the embodiment of Figs. 12 to 14,
Fig. 16: die Draufsicht zu Fig. 15.Fig. 16: the top view of Fig. 15.
Die Dachabdeckelemente sind in den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 4 in Form von sogenannten Biberschwänzen ausgebildet und gemäß Ziffer 1 wie übliche Dachziegel auf der Lattung 2 eines Dachstuhles 3 aufgelegt. Sie sind dabei zueinander beweglich, um Wärmedehnungen ausgleichen zu können. Die nach der Erfindung ausgebildeten Dachabdeckelementen können entweder die ganze Dachfläche, oder nur einen Teil derselben bedecken. Der letztgenannte Fall ist in der Zeichnung dargestellt. Die gemeinsame Zufuhrleitung 4 des kalten Fluids, z. B. Wasser, ist durch einzelne Zuleitungen 5 mit je einer Öffnung 6 oder einem nicht dargestellten Einlaßstutzen an der oberen Stirnkante des am höchsten liegenden Dachabdeckelementes 1 verbunden. Das Fluid fließt durch den Hohlraum 7 dieses Dachabdeckelementes über einen Hohlzapfen 8 in die Einlaßöffnung 17 der oberen Wand des nächst unteren Dachabdeckelementes, von dort in den Hohlraum 7 dieses unteren Dachabdeckeleraentes usw., bis es schließlich aus dem Hohlzapfen 8 des untersten Dachabdeckelementes dieser Reihe in eine Abflußleitung 9 gelangt und von dort inThe roof covering elements in the embodiments of Figures 1 to 4 are designed in the form of so-called plain tiles and, according to point 1, are laid on the battens 2 of a roof truss 3 like normal roof tiles. They are movable relative to one another in order to be able to compensate for thermal expansion. The roof covering elements designed according to the invention can cover either the entire roof surface or only part of it. The latter case is shown in the drawing. The common supply line 4 of the cold fluid, e.g. water, is connected by individual supply lines 5 to an opening 6 or an inlet nozzle (not shown) on the upper front edge of the highest roof covering element 1. The fluid flows through the cavity 7 of this roof covering element via a hollow pin 8 into the inlet opening 17 of the upper wall of the next lower roof covering element, from there into the cavity 7 of this lower roof covering element, etc., until it finally leaves the hollow pin 8 of the lowest roof covering element of this row into a drain line 9 and from there into
*) Fig. 17 weitere Ausführungsbeispiele betreffend die*) Fig. 17 further embodiments concerning the
bis 19:until 19:
Kombination mit elektrischen Elementen, sowie eine dazugehörige Anlage.Combination with electrical elements, as well as an associated system.
den gemeinsamen Abfluß 10, der zu einem Wärmespeicher führt. Dies könnte ein Boiler, eine Heizung, ein Energiesammler, eine Wärmepumpe und dergleichen mehr sein. Die Zufuhr des kalten Fluids zur Leitung 4 erfolgt mittels einer Pumpe. In den Leitungen 5, 9 und in den Hohlräumen der Dachabdeckelemente fließt das Fluid aber ohne Druck.the common drain 10, which leads to a heat storage unit. This could be a boiler, a heater, an energy collector, a heat pump and the like. The cold fluid is supplied to the line 4 by means of a pump. In the lines 5, 9 and in the cavities of the roof covering elements, the fluid flows without pressure.
Die obere Wand bzw. ein Teil dieser oberen Wand 11 jedes Dachabdeckelementes ist durchsichtig, z. B. aus Glas. Die untere Wand 12 jedes Dachabdeckelementes ist an seiner der oberen Wand 11 zugekehrten Fläche, zumindest unterhalb des durchsichtigen Teiles der oberen Wand, mit einem Absorber bzw. einer Absorberschicht 13 versehen, z. B. einem geschwäntem Aluminium, das die Hitze der Sonnenstrahlung sammelt. Das vom Kaltwasserrohr 4 kommende Fluid fließt nun in einer dünnen Schicht über die heißen Absorber bzw. Absorberschichten 13 und gelangt entsprechend erwärmt in das WarmwassersammelrohrThe upper wall or a part of this upper wall 11 of each roof covering element is transparent, e.g. made of glass. The lower wall 12 of each roof covering element is provided on its surface facing the upper wall 11, at least below the transparent part of the upper wall, with an absorber or an absorber layer 13, e.g. a beveled aluminum, which collects the heat of the solar radiation. The fluid coming from the cold water pipe 4 now flows in a thin layer over the hot absorbers or absorber layers 13 and reaches the hot water collection pipe accordingly heated.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist die obere, durchsichtige Wand 11 einschiditig. Sie kann aus einem besonders isolierenden Material oder aus Glas mit Lufteinschlüssen bestehen. Gemäß der in Fig. 4 dargestellten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die obere Wand aus zwei Wänden 11a und lib, die voneinander einen verhältnismäßig geringen Abstand c aufweisen. Der Hohlraum 14 zwischen den beiden durchsichtigen WändenIn the embodiment of Fig. 3, the upper, transparent wall 11 is single-layered. It can be made of a particularly insulating material or of glass with air inclusions. According to the preferred embodiment of the invention shown in Fig. 4, the upper wall consists of two walls 11a and 11b, which are spaced apart by a relatively small distance c. The cavity 14 between the two transparent walls
oder Scheiben 11a, lib isoliert den darunter befindlichen Hohlraum 7 besonders gut nach außen ab.or discs 11a, lib insulates the cavity 7 underneath particularly well from the outside.
Die Dachabdeckelemente sämtlicher Ausführungsbeispiele dieser Erfindung sind bevorzugt aus Ton bestehende Dachziegel. Dabei können die durchsichtigen Wände, hier Ziff. 11, bzw. 11a und 11b, an den Seitenwänden des Elementes, hier Ziff. 15, angebracht sein.The roof covering elements of all embodiments of this invention are preferably roof tiles made of clay. The transparent walls, here item 11, or 11a and 11b, can be attached to the side walls of the element, here item 15.
Zur Kostenersparnis emfpiehlt es sich (siehe Fig. 1), daß man nur den freien, sichtbaren Teil der oberen Wand durchsichtig gestaltet und nur den dazugehörigen unteren Wandteil mit einer Absorberschicht versieht; nicht aber die höher gelegenen, vom darüber befindlichen Dachabdeckeleraent verdeckten Teile.To save costs, it is recommended (see Fig. 1) that only the free, visible part of the upper wall is made transparent and only the corresponding lower part of the wall is provided with an absorber layer; but not the higher parts that are covered by the roof covering above.
Wie erwähnt, wird als bevorzugtes Fluid Wasser vorgesehen. Man könnte aber auch ein anderes Fluid nehmen, falls dies erwünscht ist. Auch besteht durch Regulierung der pro Zeiteinheit über die Pumpe 4 zugeführten Fluidmenge die Möglichkeit, die Menge der pro Zeiteinheit über die Absorberschichten fließenden Flüssigkeit in Anpassung an die Außentemperaturen und das Ausmaß der jeweiligen Sonneneinstrahlung zu verändern.As mentioned, water is the preferred fluid. However, another fluid could also be used if desired. By regulating the amount of fluid supplied per unit of time via pump 4, it is also possible to change the amount of liquid flowing over the absorber layers per unit of time in accordance with the outside temperatures and the level of solar radiation.
Die Hohlzapfen 8 greifen in Einlaßöffnungen 17 in Form von Schlitzen oder Aussparungen ein, die gegenüber den Zapfen größer dimensioniert sind, z. B. langgestreckte Schlitze sein können. Diese Schlitze 17 ermöglichen eine Relativbewegung der aufeinanderligenden Dachabdeckelemente nach oben und zurThe hollow pins 8 engage in inlet openings 17 in the form of slots or recesses, which are larger than the pins, e.g. they can be elongated slots. These slots 17 enable a relative movement of the roof covering elements lying on top of one another upwards and towards
Seite hin. Das Eigengewicht der aufeinanderliegenden Dachabdeckelemente ergibt, insbesondere bei der Herstellung als . .-Dachziegel, ein einwandfrei dichtes Dach, wobei die Dachabdeckelernente zueinander den o. g. BewegungsSpielraum haben.The dead weight of the roof covering elements lying on top of each other results in a perfectly watertight roof, particularly when manufactured as . . roof tiles, whereby the roof covering elements have the above-mentioned freedom of movement in relation to each other.
Das vorstehend am Beispiel von Dachabdeckelementen in Form von Biberschwanz/ geschilderte Prinzip der Erfindung kann sinngemäß in der gleichen Weise bei anders geformten Dachabdeckelementen verwirklicht werden. So zeigt Fig. 5 Dachabdeckelemente in Form von "Nonne" 18 und "Mönch" 19, wobei durch Ein- oder ZwAfachwände 11; bzw. 11a und 11b für eine durchsichtige Abdeckung des Hohlraumes 7 der "Nonnen" gesorgt und ebenfalls eine schwarze Absorberschicht oder Fläche 13 vorgesehen ist. Fig. 6 zeigt scheraatisch eine Falzziegelform 20 mit Absorberschicht 13 und einer durchsichtigen Wand 11; bzw. 11a, 11b, die in die Falze eingesetzt ist. Auch diese Wand kann ein- oder zweischichtig sein. Der Hohlraum ist ebenfalls mit 7 beziffert. Im übrigen gelten die zu den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bisThe principle of the invention described above using the example of roof covering elements in the form of plain tiles can be implemented in the same way with roof covering elements of a different shape. For example, Fig. 5 shows roof covering elements in the form of a "nun" 18 and a "monk" 19, whereby single or double walls 11; or 11a and 11b ensure a transparent cover of the cavity 7 of the "nuns" and also a black absorber layer or surface 13 is provided. Fig. 6 shows schematically an interlocking tile shape 20 with an absorber layer 13 and a transparent wall 11; or 11a, 11b, which is inserted into the folds. This wall can also be single or double-layered. The cavity is also numbered 7. Otherwise, the same applies to the embodiments of Figs. 1 to 4.
4 geschilderten Vorteile, Merkmale und Anordnungen sinngemäß auch für die Ausführungsbeispiele der Fig.The advantages, features and arrangements described in Fig. 4 also apply analogously to the embodiments of Fig.
5 und 6.5 and 6.
Die optische Wirkung dieser gen. Erfindung ausgestalteten Dachabdeckelement ist annähernd gleich der Wirkung von normalen Dachziegeln. Die durchsichtigen Teil der Dachabdeckelemente sind zwar etwas heller als die übri-The optical effect of this roof covering element designed according to the invention is almost the same as that of normal roof tiles. The transparent parts of the roof covering elements are somewhat brighter than the rest.
gen, nicht durchsichtigen Teile. Sie wirken aber nicht so hell oder durchsichtig wie übliche Glasziegel, da die dunkle Fläche des Absorbers hindurchscheint. Die vorstehenden Ausführungen gelten auch für die nachstehend erläuterten Ausführungsbeispielen.non-transparent parts. However, they do not appear as bright or transparent as normal glass tiles, since the dark surface of the absorber shines through. The above statements also apply to the examples explained below.
Die Beispiele der Figuren 7 bis 10 zeigen nach der Erfindung ausgestaltete Dachabdeckelemente in Form von Biberschwanzziegeln. Sinngemäß könnten diese Erfindungsmerkmale auch bei Dachabdeckelementen in Form von "Mönch und Nonne'*;-Ziegeln vorgesehen sein (nicht dar-The examples in Figures 7 to 10 show roof covering elements designed according to the invention in the form of plain tiles. These inventive features could also be provided for roof covering elements in the form of "monk and nun" tiles (not shown).
hierhere
gestellt. Die auch/mit 1 bezifferten Dachabdeckelernente werden, ebenso wie beim Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und folgende,mittels ihrer Nasen I1 in üblicher Weise auf den Latten des Dachstuhles von oben her verlegt, bzw. davon wieder abgenommen. Durch den durchsichtigen Teil der im eingedeckten Zustand oberen Wand/des Dachabdeckelementes trifft auch hier das Sonnenlicht auf die Absorberschicht 13, die sich auf der im Eindeckzustand unteren Wand 12 des Dachabdeckelementes 1 befindet und dadurch erhitzt wird. Das Fluid, z. B. Wasser strömt im drucklos freien Fall in der mit dem Pfeil bezeichneten Fallrichtung von einem oder mehreren oberen Einlassen dieser Anordnung von Dachabdeckelementen bis zu einem oder mehreren unteren Auslässen.The roof covering elements, also numbered 1, are, as in the embodiment of Figures 1 and following, laid on the battens of the roof truss from above in the usual way using their lugs 1 1 , or removed again from there. Here too, sunlight hits the absorber layer 13 through the transparent part of the upper wall/roof covering element when covered, which is located on the lower wall 12 of the roof covering element 1 when covered, and is heated by this. The fluid, e.g. water, flows in a pressureless free fall in the direction indicated by the arrow from one or more upper inlets of this arrangement of roof covering elements to one or more lower outlets.
Symmetrisch zur Mittellängslinie 21 des Dachabdeckelementes sind in dessen Oberwand zwei oben gelegene Einlaßöffnungen 22 und in dessen Unterwand zwei im unteren Element-Symmetrical to the central longitudinal line 21 of the roof covering element, there are two inlet openings located at the top in its upper wall 22 and two in the lower element in its lower wall.
bereich gelegene Auslaßöffnungen 23 vorgesehen. Dabei liegen immer eine Einlaßöffnung 22 und eine Auslaßöffnung 23 in einer gemeinsamen FaIlinie 24, wobei der Abstand a jeder Fallinie 24 von der Längsseitenkante 25 des Dachabdeckelementes gleich dem Abstand b jeder Fallinie 24 von der Mittellängslinie 21 des Dachabdeckelementes ist. Damit wird bei der Eindeckung solcher Dachabdeckelemente in Form von Biberschwanzziegeln gemäß Fig. 7 erreicht, daß immer eine Auslaßöffnung 23 kongruent mit der Einlaßöffnung 22 des darunter liegenden, um die halbe Elementenbreite nach links oder rechts versetzten Dachabdeckelementes der nächsten Reihe ist und sofort. Ferner verläuft somit das Fluid von dem in Fig. 7 obersten Dachabdeckelement 1 etwa sich dreieckförmig verbreiternd über die beiden darunter befindlichen Dachabdeckeleraente I1 und von diesen ±r\ die Dachabdeckelemente 1'" die darunter liegen usw. Dabei muß auch noch berücksichtigt werden, daß hier aus Gründen der Vereinfachung nur Insgesamt sechs Dachabdeckelemente eines Daches dargestellt sind, daß sich aber in den Reihen der Dachabdeckelemente neben den in Fig. 10 dargestellten Dachabdeckelementen 1, 1" und l"1 entsprechend der Dachbreite weitere Dachabdeckelemente befinden, von denen das Fluid ebenfalls sich dreieckförmig verbreiternd nach unten läuft. Diese Fluidströme überschneiden sich, so daß die gesamte der Umwandlung der Sonnenenergie dienende Dachfläche von einem etwa gleichmäßigen Wasserstrom oder Wasserfilm Überflossen wird.area. An inlet opening 22 and an outlet opening 23 are always located on a common fall line 24, the distance a of each fall line 24 from the long side edge 25 of the roof covering element being equal to the distance b of each fall line 24 from the central longitudinal line 21 of the roof covering element. This ensures that when covering such roof covering elements in the form of plain tiles according to Fig. 7, an outlet opening 23 is always congruent with the inlet opening 22 of the roof covering element of the next row located below it, which is offset to the left or right by half the element width, and immediately. Furthermore, the fluid runs from the topmost roof covering element 1 in Fig. 7, widening out in a triangle shape, over the two roof covering elements 1 1 below it, and from these to the roof covering elements 1'" which are located underneath, etc. It must also be taken into account that, for the sake of simplicity, only a total of six roof covering elements of a roof are shown here, but that in the rows of roof covering elements, in addition to the roof covering elements 1, 1" and 1" 1 shown in Fig. 10, there are further roof covering elements corresponding to the width of the roof, from which the fluid also runs downwards, widening out in a triangle shape. These fluid flows overlap, so that the entire roof area used to convert solar energy is covered by an approximately uniform water flow or film.
Es empfiehlt sich, daß der Durchmesser der Auslaßöffnungen 23 kleiner ist aid der der Einlaßöffnungen 22, so daß auch bei einem Verschieben der Dachabdeckelemente um ein gewisses Maß zueinander diese Öffnungen ineinander passen. Anstelle zweier getrennter Einlaßöffnungen 22 kann auch eine durchgehende Einlaßrinne 22' gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 9 vorgesehen sein. Es versteht sich, daß in der Falllinie der Dachabdeckelemente betrachtet die Einlaß- und Auslaßöffnungen 22, 22* und 23 so gelegen sind, daß die Dachabdeckelemente sich im eingedeckten Zustand im gewünschten, bzw. erforderlichen Maß überdecken, wobei die Öffnungen 22, 22' und 23 übereinander liegen.It is recommended that the diameter of the outlet openings 23 is smaller than that of the inlet openings 22, so that even if the roof covering elements are moved a certain distance relative to each other, these openings fit into each other. Instead of two separate inlet openings 22, a continuous inlet channel 22' can also be provided according to the embodiment in Fig. 9. It is understood that, viewed in the line of fall of the roof covering elements, the inlet and outlet openings 22, 22* and 23 are located in such a way that the roof covering elements overlap to the desired or required extent when covered, with the openings 22, 22' and 23 lying one above the other.
Im Ausführungsbeispiel der Figuren 7 und 8 werden die Einlaßöffnungen 22 von zwei Einschnitten 28 im durchsichtigen, z. B. aus Kunststoff oder Glas bestehenden, oberen Wandteil 11 gebildet. Stattdessen könnte man auch so vorgehen, daß auf dem Bereich des Dachabdeckelementes, der nach dem Verlegen auf dem Dach von dem darüber befindlichen Dachabdeckelementes abgedeckt ist, sich an Stelle des durchsichtigen Wandteiles eine Abdeckung aus Bitumenpappe befindet, die in Fig. 10 mit Ziff. 26 strichpunktiert angedeutet ist. In diese Bitumenabdeckung sind die Eintrittsöffnungen 22, bzw. 22' eingeschnitten. Sie verklebt sich nach dem Decken des Daches mit der darunter und darüber befindlichen Dachabdeckelementenflache und schafft somit eine zusätzliche Abdichtung. Insbesondere dichtetIn the embodiment of Figures 7 and 8, the inlet openings 22 are formed by two cuts 28 in the transparent upper wall part 11, e.g. made of plastic or glass. Instead, one could also proceed in such a way that on the area of the roof covering element that is covered by the roof covering element above it after laying on the roof, there is a covering made of bitumen cardboard instead of the transparent wall part, which is indicated in Fig. 10 with dot-dash lines at 26. The inlet openings 22 and 22' are cut into this bitumen covering. After the roof has been covered, it is glued to the roof covering element surface below and above it, thus creating an additional seal. In particular,
sie den Stoßspalt zwischen den beiden darüber befindlichen Dachabdeckelementen ab. Ein Zapfen mit der Auslaßöffnung 23 kann mit dem ., . "' . ' ^- hc. Dachabdeckelement einstückig sein. Die Zapfen der Dachabdeckelemente der untersten Reihe sind etwas langer als die der Dachabdeckelemente der anderen Reihen.they cover the gap between the two roof covering elements above. A pin with the outlet opening 23 can be made in one piece with the ., . "' . ' ^- hc. roof covering element. The pins of the roof covering elements in the lowest row are slightly longer than those of the roof covering elements in the other rows.
Es wäre aber auch möglich, in entsprechende Löcher der Unterwand der Dachabdeckeleraente einen hohlen Kunststoffzapfen einzudrücken oder einzukleben, der die Auslaßöffnung 23 bildet. Die Rinnen 27 sind bei den in der obersten Reihe befindlichen Dachabdeckelement vorgesehen und dienen dem Einlegen von Zulaufleitungen. However, it would also be possible to press or glue a hollow plastic pin into corresponding holes in the bottom wall of the roof covering element, which forms the outlet opening 23. The gutters 27 are provided on the roof covering element in the top row and are used to insert supply lines.
Im Ausführungsbeispiel der Figuren 11 bis 16 ist ein Dachabdeckelement in Form eines Pfannenziegels, bzw. eines Falzziegels gezeigt. Hierbei liegen die Dachabdeckelemente in der Fallinie unmittelbar übereinander, sie sind also nicht wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel seitlich zueinander versetzt. Dabei greift die eine Längskante 29 eines Dachabdeckelementes über Aussparungen der anderen Längskante 30 des Nachbardachabdeckeleraentes. Ferner greift die im eingedeckten Zustand untere Stirnkante 31 eines Dachabdeckelementes über Aussparungen der oberen Stirnkante 32 des nächsten unteren Dachabdeckelementes. Im Schnitt der Fig. 13 ist mit 11 wieder die durchsichtige Abdeckung und mit 12 die Absorberschicht bezeichnet. Der einge-In the embodiment of Figures 11 to 16, a roof covering element in the form of a pantile or interlocking tile is shown. Here, the roof covering elements lie directly on top of each other in the fall line, so they are not offset laterally from each other as in the previous embodiment. One longitudinal edge 29 of a roof covering element engages over recesses in the other longitudinal edge 30 of the neighboring roof covering element. Furthermore, the lower front edge 31 of a roof covering element in the covered state engages over recesses in the upper front edge 32 of the next lower roof covering element. In the section of Figure 13, 11 again designates the transparent cover and 12 the absorber layer. The inserted
zeichnete Pfeil gibt jeweils wieder die Fallinie des Fluids, &zgr;. B. Wasser an, das auch in diesem Ausführungsbeispiel drucklos und im freien Fall die Hohlräume 33 der Dachabdeckelemente durchströmt. Die Einlaßöffnung 34 zum Hohlraum 33 ist über eine Bohrung 34*, die sich in einer verhältnismäßig dünnen Wand befindet, und einen nach unten offenen Kanal 35 mit der oberen Stirnkante 32 verbunden. In diesen Kanal 35 und durch die Bohrung 34' ist ein Auffang 36 einsteckbar, der ein pfannenförmiges Sammelgefäß 37 aufweist, dessen Innern 38 mit einer Bohrung 39 eines Stutzens 40 in Verbindung steht.The arrow drawn in each case again indicates the fall line of the fluid, e.g. water, which in this embodiment also flows through the cavities 33 of the roof covering elements without pressure and in free fall. The inlet opening 34 to the cavity 33 is connected to the upper front edge 32 via a bore 34*, which is located in a relatively thin wall, and a channel 35 that is open at the bottom. A catchment 36 can be inserted into this channel 35 and through the bore 34', which has a pan-shaped collecting vessel 37, the interior 38 of which is connected to a bore 39 of a nozzle 40.
r Der Stutzen 40 ist so bemessen, daß er in den Kanal 35 einlegbar und durch die Bohrung 34* steckbar ist (siehe auch die Figuren 15 und 16). Der Auffang 36 ist ferner mit einem Übergriff 41 versehen, der in der Einstecklage die Stirnkante des Dachabdeckeleraentes übergreift (siehe Fig. 11 und 15). Ferner kann in der Abwandlung gemäß Fig. 14, 15 der in die Dachabdeckelemente der obersten Reihe einsteckbare Auffang an seinem oben gelegenen Umfangsteil mit einem Einschnitt 42 versehen sein, in den ein Zuleitungsrohr der Warmwasseranlage einlegbar ist.r The nozzle 40 is dimensioned so that it can be inserted into the channel 35 and pushed through the hole 34* (see also Figures 15 and 16). The catch 36 is also provided with an overhang 41 which, when inserted, overlaps the front edge of the roof covering element (see Figures 11 and 15). Furthermore, in the modification according to Figures 14, 15, the catch which can be inserted into the roof covering elements of the top row can be provided with a notch 42 on its upper peripheral part into which a supply pipe for the hot water system can be inserted.
Der im Betrieb unten gelegene Bereich des Hohlraumes 33 ist in der Unterwand 12 des Dachabdeckelementes mit der Auslaßöffnung 43 versehen. Die Lage dieser Auslaßöffnungen 43 und der Auffange 36 ist so gewählt, daß im Betrieb, also bei hiermit gedecktem Dach, sich die Auslaßöffnung 43 des jeweils oberen Dachabdeckelementes oberhalb des Auffanges 36 des darunterliegenden Dachabdeckelementes befindet, so daß mit einer auch hier einfachen konstruktiven Ausführung des Dachabdeckelementes und in einer einfachen, von außen her durchführbaren Verlegung erreicht wird, daß das Fluid drucklos im freien Fall von einem Dachabdeckelement in das andere gelangen kann. Auch hier empfiehlt es sich, die öffnung 43 kleiner zu wählen als die Auffangöffnung des Teiles 36. Es genügt, die Auslaßöffnung 43 als Loch in der Unterwand 12 auszubilden. Bei jedem Dachabdeckelement liegen Auffang 36 und Auslaßöffnung 43 in einer FaIlinie und im vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa in der Mitte des Dachabdeckelementes. Es wäre auch möglich, pro Dachabdeckeleraent zwei Auffänge und zwei Auslaßöffnungen vorzusehen, wobei dann jeweils ein Auffang und eine Auslaßöffnung in einer Fallinie liegen.The area of the cavity 33 that is located at the bottom during operation is provided with the outlet opening 43 in the bottom wall 12 of the roof covering element. The position of these outlet openings 43 and the catchment 36 is selected so that during operation, i.e. when the roof is covered with them, the outlet opening 43 of the upper roof covering element is located above the catchment 36 of the roof covering element below, so that with a simple structural design of the roof covering element and a simple installation that can be carried out from the outside, it is achieved that the fluid can flow freely from one roof covering element to the other without pressure. Here too, it is recommended that the opening 43 be selected to be smaller than the catchment opening of part 36. It is sufficient to form the outlet opening 43 as a hole in the bottom wall 12. For each roof covering element, the catchment 36 and the outlet opening 43 are located in a fall line and in the present embodiment approximately in the middle of the roof covering element. It would also be possible to provide two catchments and two outlet openings per roof covering element, with one catchment and one outlet opening then being located in a fall line.
Auch bei diesem Dachabdeckelement ergeben sich die schon geschilderten Vorteile der Erfindung. Es kann ferner frei zwischen den Latten ohne überdeckung hängen und ist daher gut von unten her isolierbar. Dadurch werden Wärmeabstrahlungen nach unten vermieden und der Wirkungsgrad entsprechend erhöht.This roof covering element also offers the advantages of the invention already described. It can also hang freely between the battens without overlap and can therefore be easily insulated from below. This prevents heat radiation downwards and increases the efficiency accordingly.
Bei sämtlichen vorgenannten Ausführungsbeispielen können die Ausflüsse soweit an die in der Betriebslage untere Kante des Dachabdeckelementes gelegt werden, daß innerhalb des Dachabdeckelementes keine Toträume entstehen, in denen das Fluid ungewollt stehen bleiben und im Fall van Wasser als Fluid bei Frost zum Aufsprengen des Dachabdeckelementes führen könnte. Da die Dachabdeckelemente nicht gegeneinander abgedichtet sind kann auch nicht wie bei einem unter Druck stehendem Fluid durch eine überhitzung eine Explosion des Fluids, bzw. durch dessen Dampf entstehen.In all of the above-mentioned embodiments, the outlets can be placed so far at the lower edge of the roof covering element in the operating position that no dead spaces are created within the roof covering element in which the fluid could unintentionally remain and, in the case of water as a fluid, could lead to the roof covering element bursting open in the event of frost. Since the roof covering elements are not sealed against each other, an explosion of the fluid or its vapor cannot occur due to overheating, as can happen with a fluid under pressure.
Das Dachabdeckelement kann ferner elektrische Elemente zur Umsetzung der Sonnenenergie in elektrische Energie aufweisen. Ein Ausführungsbeispiel ist in Fig. 17 dargestellt. Sie zeigt eine Anordnung von Dachabdeckelementen, bei denen ebenfalls das Fluid 49, z. B. Wasser, im freien Fall entlang fließt und von der Sonnenstrahlung erwärmt wird. Gemäß Fig. 17 ist die obere Wand 46 des Dachabdeckelementes, bzw. ein Teil davon mit zwei übereinanderliegenden durchsichtigen Abdeckungen 11a, 11b versehen. Zwischen ihnen befindet sich ein stroraerzeugendes Element 45, z. B. eine Dünnschichtzelle aus den Materialien CdS und CuS, oder dergleichen. Die Teile 11a, 11b und 45 können in Abstufungen 44 der inneren umlaufenden Wandkante 47 gelagert sein. Eine Zu- oder Ableitung für das elektrische Element 45 ist mit Ziff. 48 angedeutet. Hier ist wieder auf der unteren Wand 12 des Dachabdeckelementes eine Absorberschicht 13 vorgesehen, über die das Fluid fließt. Im übrigen wird auf die vorhergehenden Ausführungsbeispiele verwiesen. Das Fluid kühlt hier mittelbar, nämlich durch Kältestrahlung bzw. durch seine Verdunstung die elektrischen Elemente 45. Die vom Dachabdeckelement nach untenThe roof covering element can also have electrical elements for converting solar energy into electrical energy. An exemplary embodiment is shown in Fig. 17. It shows an arrangement of roof covering elements in which the fluid 49, e.g. water, also flows along in free fall and is heated by solar radiation. According to Fig. 17, the upper wall 46 of the roof covering element, or a part of it, is provided with two transparent covers 11a, 11b lying one above the other. Between them is a current-generating element 45, e.g. a thin-film cell made of the materials CdS and CuS, or the like. The parts 11a, 11b and 45 can be mounted in steps 44 of the inner circumferential wall edge 47. A supply or discharge line for the electrical element 45 is indicated with number 48. Here, an absorber layer 13 is provided on the lower wall 12 of the roof covering element, over which the fluid flows. For the rest, reference is made to the previous embodiments. The fluid cools the electrical elements 45 indirectly, namely through cold radiation or through its evaporation. The
abgestrahlte Wärme kann in Luftleitkanälen 65 gesammelt und einer in der Zeichnung nicht dargestellten Wärmepumpe zugeführt werden.Radiated heat can be collected in air ducts 65 and fed to a heat pump not shown in the drawing.
Die Kühlung des elektrischen Elementes durch das Fluid könnte aber auch unmittelbar erfolgen. Dies zeigt rein schematisch das Ausführungsbeispiel der Fig. 19. Hier befindet sich das elektrische Element 45* in einem Raum bzw. Kanal 47' eines "Mönch"-ZiegeIs 19* bzw. von "Nonne"-Ziegeln 18'. Die Räume bzw. Kanäle 47' werden vom Fluid durchflossen, so daß eine unmittelbare Kühlung der elektrischen Elemente 45' stattfindet. Man könnte auch anstelle des Fluids durch wenigstens einen Teil der Dachabdeckelemente einer Anlage das Kühlwasser einer Wärmepumpe fließen lassen, sofern die Anlage über eine Wärmepumpe verfügt. Das Beispiel der Fig. 19 zeigt auch, daß die erfindungsgemäße Kobination von stromerzeugenden Elementen und einem zu erwärmenden Fluid bei anderen Ziegelarten vorgesehen sein kann. Die Elemente sind gegen das Fluid elektrisch isoliert.The cooling of the electrical element by the fluid could also take place directly. This is shown purely schematically in the embodiment of Fig. 19. Here the electrical element 45* is located in a space or channel 47' of a "monk" brick 19* or of a "nun" brick 18'. The fluid flows through the spaces or channels 47' so that the electrical elements 45' are cooled directly. Instead of the fluid, the cooling water of a heat pump could also flow through at least some of the roof covering elements of a system, provided the system has a heat pump. The example in Fig. 19 also shows that the inventive combination of electricity-generating elements and a fluid to be heated can be provided for other types of brick. The elements are electrically insulated from the fluid.
In Fig. 18 ist das Ausführungsbeispiel einer Anlage dargestellt, in der mit erfindungsgemäßen Dachabdeckungen die mit dem Pfeil angedeutete Sonnenstrahlung sowohl in elektrischen Strom, als auch in die Erwärmung eines Mediums, z. B. Wasser umgesetzt wird. Entsprechend ausgebildete Dachabdeckelemente, z. B. gemäß dem Beispiel der Fig. 17, sind zu einer Gruppe 50 zusammengefasst, von der über die Leitung 51 erwärmtes Wasser einem Speicher (Boiler) 52 zufließt und mittels einer Pumpe 53 über die Leitung 68 der Oberseite der Gruppe 50 wieder zugeführt wird. Mit 55 sind Ausgleichsgefäße bezeichnet. Das im Boiler erwärmte Brauchwasser 56 wird über die Leitung 57 der Zapfstelle zugeführt. Bei 58 kann eine Nacherwärmung des Warmwassers vorgesehen sein. Der Kaltzulauf in den Boiler 52 ist mitFig. 18 shows an example of a system in which the solar radiation indicated by the arrow is converted into electrical current and into the heating of a medium, e.g. water, using roof coverings according to the invention. Roof covering elements designed accordingly, e.g. according to the example in Fig. 17, are combined to form a group 50, from which heated water flows via line 51 to a storage tank (boiler) 52 and is fed back to the top of group 50 via line 68 by means of a pump 53. Compensation vessels are designated by 55. The domestic water 56 heated in the boiler is fed to the tap via line 57. Reheating of the hot water can be provided at 58. The cold inlet to the boiler 52 is connected to
59 und der darin befindliche Wärmetauscher des von den Dachabdeckelementen erwärmten Mediums mit 60 beziffert.59 and the heat exchanger of the medium heated by the roof covering elements is numbered 60.
Der von den Dachabdeckelementen erzeugte Strom wird mit den gestrichelten Leitungen (z. B. 61) sowohl dem Motor der Pumpe 53, als auch einem Akkumulator 62 zugeführt, der damit als Ersatz- oder Notstromquelle zur Verfügung steht. Von der Batterie führt eine Leitung 63 zu einem Tauchsieder 64, der zusätzlich zur Erwärmung des Brauchwassers 56 beitragen kann. Elektrische Rückleitungen sind selbstverständlich vorhanden, jedoch aus Gründen der zeichnerischen Vereinfachung nicht dargestellt.The electricity generated by the roof covering elements is fed via the dashed lines (e.g. 61) to both the motor of the pump 53 and to an accumulator 62, which is then available as a replacement or emergency power source. A line 63 leads from the battery to an immersion heater 64, which can also help to heat the domestic water 56. Electrical return lines are of course present, but are not shown for reasons of simplification in the drawing.
Mit einer solchen Anlage ist man in gewissen Grenzen auch vom örtlichen Stromnetz unabhängig, da für den Betrieb der Anlage, hier vor allen der Pumpe für den Wasserlauf, der Akkumulator zur Verfügung steht. Fällt viel Sonnenschein an, so kann nach Aufladen des Akkumulators 63 die darüberhinaus erzeugte elektrische Energie anderweitig verwendet werden, z. B. zum Aufheizen des Boilers 52 mittels des Tauchsieders 64.With such a system, you are also independent of the local power grid to a certain extent, since the accumulator is available for operating the system, especially the pump for the water flow. If there is a lot of sunshine, the additional electrical energy generated after charging the accumulator 63 can be used for other purposes, e.g. to heat up the boiler 52 using the immersion heater 64.
Die bei einem Ausführungsbeispiel beschriebenen Merkmale können, sinngemäß auch bei den anderen Ausführungsbeispielen vorgesehen werden, soweit sie dort verwendbar sind.The features described in one embodiment can also be provided in the other embodiments, as long as they can be used there.
AnsprücheExpectations
3D Dachabdeckungselement und dazugehörige Anordnung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1-17 dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung aus flexiblem Material besteht.3D roof covering element and associated arrangement according to one or more claims 1-17, characterized in that the coupling consists of flexible material.
Dachabdeckungselement und dazugehörige Anordnung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1-17 dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung in der Mitte ein Loch aufueißt, durch das Fluid fließt.Roof covering element and associated arrangement according to one or more claims 1-17, characterized in that the coupling has a hole in the middle through which fluid flows.
Dachabdeckungselement und dazugehörige Anordrung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1-17 dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung die Bewegung des Daches ausgleichto Roof covering element and associated arrangement according to one or more claims 1-17, characterized in that the coupling compensates the movement of the roof o
Dachabdeckelement und dazugehörige Anordnung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1-17 dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung in die Zieqelöffnung passen.(&zgr;.B.Biberziegel )Roof covering element and associated arrangement according to one or more claims 1-17, characterized in that the coupling fits into the tile opening. (e.g. plain tile)
3k Dachabdeckungselement und dazugehörige Anordnung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1-17 dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung einfach herzustellen ist. 3k Roof covering element and associated arrangement according to one or more of claims 1-17, characterized in that the coupling is easy to manufacture.
Daschabdeckelement und dazugehörige Anordnung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1-17 dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung auch eine andere Form haben kann. (z.B. die eines Löffels)Dash cover element and associated arrangement according to one or more claims 1-17, characterized in that the coupling can also have a different shape (e.g. that of a spoon)
Claims (29)
Weise nach oben und zur Seite relativ zueinander bewegen können und daß ein Ablauf, z. B. ein
Hohlzapfen (8) des jeweils oberen Dachabdeckele-8. Roof covering element according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the roof covering elements are designed and placed one above the other in such a way that they can be
can move upwards and sideways relative to each other and that a process, e.g. a
Hollow pin (8) of the upper roof cover
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|---|---|---|---|
| DE9015074U DE9015074U1 (en) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | Roof covering element and associated arrangement for the generation of solar energy |
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ID=6858952
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9015074U1 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE29803796U1 (en) | 1998-03-06 | 1998-05-20 | Sauter, Ernst, 72469 Meßstetten | Cover plate for roof covering and / or external wall cladding of buildings |
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| DE102022120931A1 (en) | 2022-08-18 | 2024-02-29 | mygreen Holding GmbH | Roof structure with photovoltaic modules |
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1990
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