DE2738875A1 - Solar-heat collector with collector plate, transparent panes etc. - has foam base made by forming solid skin over removable mould insert and foaming foam over it - Google Patents

Solar-heat collector with collector plate, transparent panes etc. - has foam base made by forming solid skin over removable mould insert and foaming foam over it

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DE2738875A1 DE19772738875 DE2738875A DE2738875A1 DE 2738875 A1 DE2738875 A1 DE 2738875A1 DE 19772738875 DE19772738875 DE 19772738875 DE 2738875 A DE2738875 A DE 2738875A DE 2738875 A1 DE2738875 A1 DE 2738875A1
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Abstract

Mfr. is of a flat-type solar-heat collector composed of a collector plate, 1 or more panes transparent to radiation, and a duct system for a heat transfer medium, and is bonded to a carrier made of a foam material. Foam-forming reactants are poured into a mould whose cavity has the configuration of the contours of the intended collector carrier and into which a profiles component has been placed, spaced-apart from the cavity walls, so that a thin, compact skin of foam material is formed. After this skin has hardened the profiled component is removed and the mould filled with foam.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Solarflachkollektors Process for the production of a solar flat collector

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Solarflachkollektors mit einem Träger aus Hartschaum.The invention relates to a method of making a Solar flat collector with a support made of hard foam.

Kollektoren dieser Art haben den Vorteil, daß sie ein geringes Gewicht besitzen und ohne fertigungstechnischen Mehraufwand bauklotzartig ausgebildet werden können, so daß sie in einfacher Weise nach dem Baukastenprinzip zusammenfügbar und auf Wohnungsdächern anbringbar sind.Collectors of this type have the advantage that they are light in weight have and are designed like building blocks without additional manufacturing effort can, so that they can be assembled in a simple manner according to the modular principle and can be attached to apartment roofs.

Um den Vorteil des geringen Gewichtes voll auszuschöpfen, ist man bestrebt, den Schaumstoffträger möglichst grobporig herzustellen. Dieses erfordert wiederum eine gesamte Beschichtung des Trägers mit einem wasserundurchlässigen Material oder Lack und unter Umständen eine Versteifungsplatte, die nach einem bekannten Schaumstoffträger-Kollektor an die untere Seite des Trägers angeklebt wird. Aufgrund der vielen Kanten und Ecken ist die Beschichtung des Trägers in Bezug auf die Dichtheit nicht immer einwandfrei herstellbar.In order to take full advantage of the low weight, one is endeavors to produce the foam carrier with as large pores as possible. This requires again an entire coating of the carrier with a water-impermeable material or lacquer and possibly a stiffening plate, which according to a known Foam carrier collector is glued to the lower side of the carrier. Because of the many edges and corners is the coating of the carrier in terms of tightness not always flawlessly producible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, mit dem in einer einfachen Art Sonnenkollektoren mit Schaumstoffträgern unter Beibehaltung der oben genannten Vorteile hergestellt werden können.The invention is based on the object of a method of the above called type to develop with which in a simple way solar panels with Foam backing can be produced while maintaining the advantages mentioned above can.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen eine die Konturen des Kollektorträgers enthaltende Form und ein mit Abstand in diese Form eingelegtes Profilteil Schaumstoffreaktanten zur Bildung einer dünnen, dichten Schaumstoffhaut eingegossen werden, und daß nach dem Erhärten dieser Haut das innere Profilteil herausgenommen und die Form mit porösem Schaumstoff ausgefüllt wird.The object is achieved in that between a the contours of the collector carrier containing the shape and a distance in this Molded profile part foam reactants to form a thin, dense Foam skin are poured in, and that after the hardening of this skin the inner Profile part is removed and the form is filled with porous foam.

Hierdurch ergibt sich eine durchgehend abdichtende Haut, die mit dem porösen Trägerteil fest verschweißt ist. Die Schutzhaut dient gleichzeitig als Versteifung des Trägers, so daß der poröse zur Wärmeisolierung dienende Schaumstoffteil sehr grobporig ausgebildet sein kann. Auf diese Weise wird sowohl das Gewicht herabgesetzt als auch Material gegenüber den herkömmlichen Kollektoren eingespart.This results in a continuously sealing skin that is connected to the porous support part is firmly welded. The protective skin also serves as a stiffener of the carrier, so that the porous foam part used for thermal insulation is very can be designed with large pores. In this way both the weight is reduced as well as material saved compared to conventional collectors.

Es kann weiterhin Schaumstoff eingespart werden, indem die als Auflage fläche für die Kollektorplatte dienende Bodenfläche mit einer Folie, insbesondere einer Aluminiumfolie ausgekleidet wird, und nur der Außenrahmen des Trägers mit der dichten Schaumstoffhaut versehen wird. Um bei dieser Ausgestaltung Spannungen, die aufgrund von unterschiedlichen Wärmedehnungen der verschiedenen Materialien hervorgerufen werden können, auszugleichen, kann die Unterseite des Trägers auch mit einer Folie des gleichen Materials wie die in der Bodenfläche verklebt werden. Die Aluminiumfolien haben abgesehen von ihrer feuchtigkeitsabdichtenden Funktion den Vorteil, daß die auf sie einfallende Wärme zurückgestrahlt werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Schaumstoffträger mit allen für die Montage und den Aufbau notwendigen Profilen in einem Arbeitsgang herstellen. Es können auch gleichzeitig Nuten eingschäumt werden, in die später Halte- und/oder Befestigungselemente eingebracht werden, wie z.B. eine längs des Außenrahmens verlaufende, mit der dichten Schaumstoffhaut ausgekleideten Nut, in die ein Klemmprofil aus einem elastischen Material zur Aufnahme der Deckscheibe hineingedrückt wird.Foam can also be saved by using the as Support surface for the collector plate serving bottom surface with a film, in particular an aluminum foil is lined, and only the outer frame of the carrier with the dense foam skin is provided. In order to avoid tensions in this configuration, due to different thermal expansions of the different materials can be caused to balance, the underside of the carrier can also be glued with a film of the same material as the one in the floor area. The aluminum foils have, apart from their moisture-proofing function the advantage that the heat incident on them can be reflected back. With the inventive method can foam backing with all for the Assemble and produce the necessary profiles in one operation. It can also be foamed in grooves at the same time, in which later holding and / or Fastening elements are introduced, such as one running along the outer frame, with the dense foam skin lined groove in which a clamping profile from a elastic material is pressed in to accommodate the cover disk.

Bei dem erfindungsgemäßen Kollektor besteht keine Gefahr einer Wasserdampfbildung unterhalb der Abdeckscheibe. Außerdem vermeidet die Aluminiumfolie unterhalb der Kollektorplatte aufgrund ihres Rückstrahlvermögens die Ableitung einer höheren Energiemenge an den Kollektorträger, so daß der erfindungsgemäße Kollektor nicht nur leicht im Gewicht und wasserdicht ist, sondern auch zur Optimierung des Wirkungsgrades beiträgt. Dieser Beitrag kann weiterhin dadurch verstärkt werden, daß die Kollektorplatte aus zwei aneinandergelegten Platten besteht, die stellenweise durch Punkt- und Rollenschweißen miteinander verbunden und nachträglich durch Einwirkung eines Gasdruckes sozusagen aufgeblasen sind. Die Rollenschweißnähte leiten die Flüssigkeitsführung, während die Punktschweißstellen die Aufweitung der Kollektorplatte begrenzen, derart, daß die Platten relativ dicht beieinanderbleiben und einen sehr flachen Zwischenraum bilden. Auf diese Weise wird die geschwärzte Deckplatte der Kollektorplatine nicht kanalförmig sondern fast vollkommen vom Wärmeübertragungsmedium unterspült, wodurch eine optimale Wärmeübertragung gewährleistet ist, die weiterhin durch die Punktschweißstellen, die Verwirbelungen in dem Flüssigkeitsfluß verursachen, noch günstig beeinflußt.With the collector according to the invention there is no risk of water vapor formation below the cover plate. Also, the aluminum foil avoids below the Collector plate, due to its reflectivity, the dissipation of a higher amount of energy to the collector support so that the collector according to the invention does not is only light in weight and waterproof, but also to optimize the efficiency contributes. This contribution can be further increased by the fact that the collector plate consists of two plates placed next to each other, which are in places made by spot and roller welding connected to each other and subsequently by the action of gas pressure, so to speak are inflated. The roller welds guide the fluid flow while the spot welds limit the expansion of the collector plate in such a way that the plates stay relatively close together and have a very flat space between them form. This way, the blackened cover plate of the collector board will not be channel-shaped but almost completely undermined by the heat transfer medium, whereby an optimal heat transfer is guaranteed, which continues through the spot welds, which cause turbulence in the liquid flow, is still favorably influenced.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert.The method according to the invention is described below using an exemplary embodiment explained in more detail with the help of the drawing.

In eine Stahlform 10, in der die äußeren Konturen des herzustellenden Kollektorträgers 11 eingeformt sind, wird eine zweite aus einem Profilblech bestehende Form 12 eingesetzt. Das Profilblech 12 folgt im wesentlichen die in der Form 10 enthaltenden Konturen und ist derart angeordnet, daß zwischen den Formen ein Spalt 13 verbleibt, in dem Schaumreaktanten eingegeben werden und zur Bildung einer dichtporigen, den Spalt 13 ausfüllenden Haut 14 aufschäumen. Die Hautdicke, die durch den Abstand zwischen den beiden Formen 10 und 12 bestimmt wird, beträgt in etwa 1 mm. Der Schaumstoff kann, wenn es aus wirtschaftlichen Gründen erforderlich ist, leicht durch Anwendung einer dünnen Folie 15, beispielsweise aus Aluminium, an der Bodenfläche des Trägers 11, zum Teil eingespart werden.In a steel mold 10, in which the outer contours of the Collector support 11 are formed, a second is made of a profiled sheet metal Form 12 inserted. The profile sheet 12 essentially follows the in the Form 10 containing contours and is arranged such that between the forms a gap 13 remains in which foam reactants are introduced and for formation a close-pored skin 14 filling the gap 13. The thickness of the skin which is determined by the distance between the two forms 10 and 12 is about 1 mm. The foam can if it is necessary for economic reasons is, easily by using a thin film 15, for example made of aluminum, on the bottom surface of the carrier 11, can be saved in part.

Durch entsprechende Profilierung 16 im Profilblech 12 in der Umgebung der Folienkanten wird die Folie 15 mit dem Schaum eingefaßt, so daß ein abgedichteter Übergang zwischen der Schaumstoffhaut 14 und der Folie 15 gewährleistet ist.By appropriate profiling 16 in the profiled sheet 12 in the area the film edges, the film 15 is bordered with the foam, so that a sealed Transition between the foam skin 14 and the film 15 is guaranteed.

Nachdem die Schaumstoffhaut 14 erhärtet ist, wird das Profilblech 12 herausgenommen und die Form 10 mit einer Druckplatte 17 abgedeckt. Durch eine Bohrung 18 in der Deckplatte 17 werden nun abermals Schaumstoffreaktanten gleicher oder anderer Zusammensetzung wie die der für die Haut 14 verwendeten Reaktanten in die Form eingegeben, derart, daß der zwischen Haut 14 und Deckel 17 verbleibende Zwischenraum von einer sehr porösen Schaummasse 19 ausgefüllt wird. In dem Deckel 17 sind ferner Luftauslaßbohrungen 20 vorgesehen.After the foam skin 14 has hardened, the profile sheet 12 removed and the mold 10 covered with a pressure plate 17. By a Bore 18 in the cover plate 17 are now again foam reactants the same or other composition such as that of the reactants used for skin 14 entered into the mold in such a way that the remaining between skin 14 and cover 17 Space is filled by a very porous foam mass 19. In the lid 17 air outlet bores 20 are also provided.

In Fig. 3 ist ein fertig zusammengesetzter Sonnenkollektor dargestellt, dessen Träger 11 mit den Formen gemäß Fig 1 und 2 hergestellt wurde. Der im wesentlichen aus dem porösen Schaumstoffteil 19 bestehende Träger 11 erhält durch die den Trägerrahmen umschließende Haut 14 und gegebenenfalls durch eine unterhalb an den Schaumstoffteil 19 angeklebte Platte 22 die notwendige Steifigkeit und Stoß festigkeit für den Transport und die Montage. Die Platte 22 kann auch eine Folie sein, die nur zum Ausgleich von Spannungen dient, die durch die obere Folie 15 entstehen könnten, wenn eine zusätzliche Versteifung nicht notwendig ist.In Fig. 3 a fully assembled solar collector is shown, whose carrier 11 was produced with the molds according to FIGS. 1 and 2. The essentially consisting of the porous foam part 19 support 11 is given by the support frame enclosing skin 14 and optionally by a below on the foam part 19 glued plate 22 the necessary rigidity and shock resistance for transport and the assembly. The plate 22 can also be a film that is only used for compensation of stresses that could arise through the upper film 15 if a additional stiffening is not necessary.

An zwei entgegengesetzten Seiten enthält der Träger 11 Regenrinnen 23, in denen das Regenwasser ohne irgendwo eindringen zu können, abfließen kann, wenn beispeilsweise mehrere solcher Kollektoren nebeneinander auf einem Gebäudedach angebracht sind und mit Klemmleisten 24, die jeweils die zwischen zwei benachbarten Kollektoren entstehende Fugen überdecken, angebracht sind. An einer im Trägerrahmen eingeschäumten Schulter 25 ist längs der vier Rahmenseiten eine durchgehende Nut 26 mit Tannenbaumprofil vorgesehen, in der ein Gummi-Klemmprofil 27 eingedrückt ist, das zwischen zwei Laschen 28 eine Abdeckscheibe 29 aufnimmt. Nach dem Einführen der Abdeckscheibe wird mittels eines Keders 30, der in eine längs des Klemmprofiles verlaufende Ausnehmung 31 hineingedrückt wird, durch die dabei sich zusammendrückenden Laschen 28 abdichtend festgehalten. Auf den Film 15 ist eine aus zwei Platten bestehende Kollektorplatte 32 aufgelegt, die Kanäle 33 für ein Wärmeübertragungsmittel aufweist, Um die Kontaktfläche zwischen der Flüssigkeit und der von den Sonnenstrahlen beaufschlagten Fläche der Kollektorplatte zu optimieren, ist es vorteilhaft, wenn die beiden Platten 35 und 36 gemäß Fig. 4 nur an einzelnen Schweißpunkten 37, entlang der Plattenkanten und entlang einer nicht durchquerenden oder gegebenenfalls auch mehreren Schweißnähten 38 miteinander verbunden sind. Nach Einwirkung eines Gasdruckes werden die beiden Platten an den nicht zusammengeschweißten Flächen geringfügig auseinandergedrückt, so daß die Wärmeübertragungsflüssigkeit annähernd den gesamten Zwischenraum der Platten 35 und 36 durchfluten kann. Hierfür sorgt auch die Schweißnaht 38, indem sie die beispielsweise über einen Einlaßstutzen 39 in die Platine 32' einfließende Flüssigkeit am entgegengesetzten Ende erst umlenkt und zu einem Aus daß stutzen 40 führt. Eine derartige Kollektorplatte kann beispielsweise aus dünnem Eisenblech hergestellt werden, dessen obere Fläche mit einer Absorptionsschicht beschichtet ist.On two opposite sides the carrier contains 11 rain gutters 23, in which the rainwater can flow away without being able to penetrate anywhere, if, for example, several such collectors next to each other on a building roof are attached and with terminal strips 24, each between two adjacent Collectors cover emerging joints, are attached. On one in the carrier frame Foamed shoulder 25 is a continuous groove along the four sides of the frame 26 provided with a Christmas tree profile, in which a rubber clamping profile 27 is pressed is, which receives a cover plate 29 between two tabs 28. After insertion the cover is by means of a welt 30, which is in a length of the clamping profile extending recess 31 pressed in will, by doing this compressing tabs 28 held in a sealing manner. On the film 15 is a collector plate 32 consisting of two plates is placed, the channels 33 for a heat transfer means around the contact surface between the liquid and to optimize the area of the collector plate exposed to the sun's rays, It is advantageous if the two plates 35 and 36 according to FIG. 4 only on individual Weld points 37, along the panel edges and along a non-traversing one or possibly also a plurality of weld seams 38 are connected to one another. To Under the effect of gas pressure, the two plates are not welded together Areas slightly pushed apart so that the heat transfer fluid can flow through almost the entire space between the plates 35 and 36. Therefor also ensures the weld seam 38, for example by means of an inlet connection 39 first deflects liquid flowing into the plate 32 'at the opposite end and to an off that clip 40 leads. Such a collector plate can, for example made of thin sheet iron, the upper surface of which is covered with an absorption layer is coated.

Claims (5)

Patentansprüche 1. Verfahren zum Herstellen von Solar-Flachkollektoren, die eine Kollektorplatte, eine oder mehrere strahlendurchlässige Scheiben und ein Kanalsystem für ein Wärmeübertragungsmittel aufweisen, die mit einem Träger aus Schaumstoff verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen eine die Konturen des Kollektorträgers (11) enthaltende Form (10) und ein mit Abstand in diese Form eingelegtes Profilteil (12) Schaumstoffreaktanten zur Bildung einer dünnen, dichten Schaumstoffhaut (14) eingegossen werden, und daß nach dem Erhärten dieser Haut das innere Profilteil herausgenommen und die Form mit porösem Schaumstoff (19) ausgefüllt wird. Claims 1. A method for producing solar flat-plate collectors, the one collector plate, one or more radiolucent panes and one Have channel system for a heat transfer medium, which is made with a carrier Foam are connected, characterized in that between one the contours the collector support (11) containing shape (10) and a distance in this shape inlaid profile part (12) foam reactants to form a thin, dense Foam skin (14) are poured, and that after the hardening of this skin inner profile part removed and the shape filled with porous foam (19) will. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Haut (14) und das poröse Schaumstoffteil (19) des Trägers (11) das gleiche Material verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the for the skin (14) and the porous foam part (19) of the carrier (11) are the same material is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auskleidung der Bodenfläche des Trägers (11) eine Folie (15) in die Form (10) gelegt wird und anschließend für den Außenrahmen des Trägers eine dichtende Haut (14) eingeschäumt wird, die den Rand der Folie erfaßt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that for Lining the bottom surface of the carrier (11) a film (15) placed in the mold (10) is foamed and then a sealing skin (14) for the outer frame of the carrier that grips the edge of the film. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schaumstoffhaut (14) entlang des Rahmen des Trägers (11) verlaufende Falten (41) vorgesehen werden, die in entsprechende um die Falten sich bildende Nuten im porösen Schaumstoffteil (19) eingebettet sind und zur Aufnahme von Klemmprofilen (27) für die Abdeckscheibe (29) dienen.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that in the foam skin (14) along the frame of the carrier (11) Folds (41) are provided, which are formed in corresponding around the folds Grooves are embedded in the porous foam part (19) and for receiving clamping profiles (27) serve for the cover plate (29). 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorplatte (32') aus zwei aneinandergelegte Platten (35 und 36) besteht, die stellenweise durch Punktschweißen (37) und Rollenschweißen (38) miteinander verbunden werden und danach mit einem innenseitig beaufschlagten Gasdruck an den nicht angeschweißten Flächen voneinander getrennt werden.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the collector plate (32 ') consists of two adjacent plates (35 and 36), which in places by spot welding (37) and roller welding (38) to one another are connected and then with an internally applied gas pressure to the non-welded surfaces are separated from each other.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0052321A1 (en) * 1980-11-14 1982-05-26 Metzeler Kautschuk Gmbh Heat exchange element of flexible material
FR2520068A1 (en) * 1982-01-21 1983-07-22 Chanoine Michel Fixing together wooden components of furniture without glue - by cementing with polyurethane foam injected between wood and removable former
US4397798A (en) * 1980-11-07 1983-08-09 Polyvend Inc. Method of forming laminated foam counter and table tops

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