SU1740904A1 - Solar energy collector - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к строительной теплофизике, в частности к использованию тепла солнечной радиации дл  теплоснабжени  зданий, и может быть применено в жилищном и гражданском строительстве Целью изобретени   вл етс  повышение энергетической эффективности заполнени  светового проема, Устройство, использующее солнечную радиацию пассивным способом , состоит из наружного 1 и внутреннего 2 остеклени , каждое из которых составлено створками с воздушной прослойкой 3 между ними. Причем обе створки выполнены с входными и выходными вентил ционными отверсти ми 4 и 5, расположенными в нижних и верхних част х створок. Между створками расположена шт-ора 6, котора  поднимаетс  на высоту, завис щую от условий окружающей среды. Материал шторы имеет принципиальное значение 3 ил. сл СThe invention relates to building thermal physics, in particular to the use of solar radiation heat to heat buildings, and can be applied in residential and civil construction. The aim of the invention is to increase the energy efficiency of filling the light aperture. The device using solar radiation in a passive way consists of outdoor 1 and 2 internal glazing, each of which is composed of flaps with an air gap 3 between them. Moreover, both flaps are provided with inlet and outlet vent holes 4 and 5 located in the lower and upper portions of the flaps. Between the doors there is a piece 6, which rises to a height depending on environmental conditions. The material of the curtain is fundamental 3 Il. sl C

Description

Изобретение относитс  к строительной теплофизике, в частности к использованию тепла солнечной радиации дл  теплоснабжени  зданий, и может быть использовано в жилищном и гражданском строительствеThe invention relates to the construction of thermal physics, in particular to the use of solar radiation heat for heat supply of buildings, and can be used in residential and civil construction

Известно большое разнообразие конструктивных решений коллекторов солнечной энергии. Известна также солнцезащитна  панель дл  получени  солнечной энергии, а также оконна  штора, поглощающа  солнечную радиацию. Отмеченна  солнцезащитна  панель дл  получени  солнечной энергии состоит из светопроема и внутреннего солнцезащитного устройства (жалюзи), пластины которых одной стороной поглощают солнечное тепло, а другой отражают его тем самым регулируютс  теплотехнические качества заполнени  светового проема. Недостатком данного изобретени   вл етс  то. что при применении данного устройства помещение через него не сообщаетс  с наружным воздухом, что особенно необходимо в летнее врем  в районах, в которых наблюдаетс  перегрев помещени .There is a wide variety of design solutions for solar energy collectors. A solar panel for producing solar energy is also known, as well as a window curtain absorbing solar radiation. The marked solar panel for receiving solar energy consists of a light aperture and an internal sun protection device (louver), the plates of which absorb heat from one side of the sun, and the other reflect it, thereby regulating the thermal performance of the light opening. The disadvantage of this invention is that. that when using this device, the room through it does not communicate with the outside air, which is especially necessary in summer in areas in which the room is overheated.

Отмеченна  выше штора, поглощающа  солнечную радиацию по крайней мере частично перекрывает оконный проем сверху состоит из упругой тонкой подложки из темного тканого материала и одного сло  прозрачных дл  солнечной радиации сферических элементов, ра амещенных со стороны окна . С другой стороны штора покрыта драпировочным материалом, образующим большое число открытых сверху и снизу и сообщающихс  с помещением вертикальных каналов дл  прохода воздуха. Недоста The above-mentioned curtain absorbing solar radiation at least partially overlaps the window opening from the top consists of an elastic thin substrate of dark woven material and one layer of solar-transparent spherical elements located on the side of the window. On the other hand, the curtain is covered with drapery material, forming a large number of open channels at the top and bottom and communicating with the room of the vertical channels for the passage of air. Short supply

Јь О Ю ОО About Yu Oh

ком указанной оконной шторы  вл етс  ограниченность ее применени  в летнее врем  в районах, в которых наблюдаетс  перегрев в помещени х.This window curtain is the limited use of it in the summertime in areas where there is overheating in the rooms.

В качестве прототипа прин то солнеч- ное коллекторное устройство с регулируемым жалюзи. Дл  обеспечени  затенени  летом, изол ции зимой между двум  сло ми остеклени  с промежутками несколько дюймов установлены подъемные жалюзи, одна сторона которых окрашена в черный цвет, друга  покрыта отражающей серебр ной краской. Жалюзи могут иметь различные положени , соответствующие их функци м.A solar collector device with adjustable louvers is used as a prototype. To provide shading in summer, insulating louvers are installed between the two glazing layers at intervals of several inches in winter, one side of which is painted black, the other side is covered with reflective silver paint. The louvers may have different positions corresponding to their functions.

Дл  обеспечени  пр мого поступлени  солнечного тепла в помещение жалюзи поднимаютс  наверх, открыва  максимальный доступ солнечным лучам, или пластины повернуты так, чтобы они были параллельны солнечным лучам; дл  контролируемого по- ступлени  солнечного тепла жалюзи наход тс  в развернутом положении и слегка повернуты черной стороной к солнцу, благодар  этому внутрь поступает некоторое количество тепла и света; дл  закрыти  пути солнечным лучам через остекление жалюзи повернуты так, чтобы они образовали сплошную вертикальную поверхность, котора  зимой повернута черной стороной дл  аккумулировани  тепла солнечной радиа- цим, а летом - серебр ной стороной наружу, отража  солнечное тепло.To ensure direct heat input into the room, the blinds are raised upwards, opening maximum access to the sun's rays, or the plates are rotated so that they are parallel to the sun's rays; for a controlled solar heat input, the louvers are in the unfolded position and slightly rotated with the black side toward the sun, due to which some heat and light are coming in; To close the path to the sun's rays through the glazing, the blinds are turned so that they form a continuous vertical surface, which in the winter is turned by the black side to accumulate heat by solar radiation, and in the summer by the silver side outwards, reflecting the heat of the sun.

Недостатком прототипа  вл етс  отсутствие вентил ционных каналов, сообщающихс  с наружным воздухом.The disadvantage of the prototype is the lack of ventilation ducts communicating with the outside air.

Целью изобретени   вл етс  улучшение комфортных условий путем расширени  диапазона регулировани  теплового режима здани .The aim of the invention is to improve the comfort conditions by expanding the range of thermal control of a building.

На фиг. 1 изображен коллектор солнеч- ной энергии со стороны улицы; на фиг. 2 - то же, со стороны помещени ; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows a solar collector from the street; in fig. 2 - the same from the side of the room; in fig. 3 shows section A-A in FIG. one.

Коллектор солнечной энергии состоит из наружного и внутреннего остеклени , каждое из которых закреплено в переплете. Наружный переплет может быть как глухим (см. фиг. 1), так и открывающимс  (см. фиг. 2). Внутренний переплет открываетс  дл  ухода за конструкцией.Solar energy collector consists of external and internal glazing, each of which is fixed in binding. The outer cover may be both deaf (see Fig. 1) and opening (see Fig. 2). The inner cover is opened to care for the structure.

Вентил ционное устройство выполнено в виде наружного 1, внутреннего 2 остеклени  в переплетах с воздушной прослойкой 3 между ними. Причем оба переплета выполнены с входными и выходны- ми отверсти ми 4, 5, имеющими задвижки. Отверсти  могут быть сплошными или типа каналов.The ventilation device is made in the form of an outer 1, an inner 2 glazing in covers with an air gap 3 between them. Moreover, both covers are made with inlet and outlet openings 4, 5 having valves. Holes can be solid or channel type.

Дл  беспреп тственного прохождени  воздуха в межстекольное пространство илиFor unimpeded passage of air into the interglass space or

из него площади отверстий должны быть равны друг другу. При разной форме отверстий их приведенные площади должны быты равны. Благодар  этому обеспечиваетс  требуемый воздухообмен в помещении.from it the areas of the holes must be equal to each other. With different shapes of holes, their areas should be equal. This ensures the required air exchange in the room.

Между остеклени ми в переплетах 1 и 2 расположена штора 6, котора  с помощью устройства 7 известной конструкции может подниматьс  на любую высоту в зависимости от условий окружающей среды. Материал шторы имеет принципиальное значение.Between the glazing in covers 1 and 2 there is a curtain 6, which with the help of the device 7 of known construction can rise to any height depending on environmental conditions. The material of the curtain is crucial.

Материал дл  шторы выполнен в летнее врем  из светопрозрачной металлизированной пленки, котора  играет роль солнцеза- щиты, в зимнее врем  - из плотного материала (хлопчатобумажного) темного цвета, аккумулирующего тепло солнечной радиации.The material for the curtain is made in summer from a translucent metallized film that plays the role of sun protection, in winter it is made of a dense material (cotton) of a dark color, which accumulates the heat of solar radiation.

Устройство работает следующим образом . The device works as follows.

За счет разности давлений с внутренней стороны и в прослойке между остеклением , а также за счет того, что воздух между шторой, частично перекрывающей нижнюю часть светового проема и наружным остеклением , нагреваетс  за счет тепла солнечной радиации, поднимаетс  и поступает в помещение через верхнее вентил ционное отверстие на внутреннем переплете. Воздух из помещени  через нижнее вентил ционное отверстие поступает в прослойку. Таким образом, происходит поступление тепла в помещение.Due to the pressure difference from the inner side and in the space between the glazing, and also due to the fact that the air between the curtain, partially covering the lower part of the light opening and the outer glazing, is heated by the heat of solar radiation, it rises and enters the room through the upper ventilation hole on the inner cover. Air from the room enters the interlayer through the lower vent. Thus, there is a flow of heat into the room.

На ночь штора поднимаетс  до конца, за счет чего сопротивление теплопередаче увеличиваетс , вследствие чего теплопоте- ри уменьшаютс  в ночное врем , вентил ционные отверсти  на внутреннем переплете закрываютс .At night, the curtain rises to the end, due to which the heat transfer resistance increases, as a result of which the heat loss decreases at night, the ventilation openings on the inner cover are closed.

Летом коллектор солнечной энергии вентилируетс  наружным воздухом. Днем штора из металлизированной пленки подн та до конца. Вентил ционные отверсти  на наружном переплете открыты. На ночь агора опускаетс , вентил ци  усиливаетс .In the summer, the solar collector is ventilated with outside air. In the afternoon, the curtain of metallized film is raised to the end. The vents on the outer cover are open. At night, the agora is lowered, ventilation is enhanced.

В зависимости огтеплового режима дл  проветривани  помещени  открываютс  нижнее вентил ционное отверстие на наружном переплете и верхнее на внутреннем переплете.Depending on the heat-transfer mode, the lower ventilation hole on the outer cover and the upper cover on the inner cover are opened to ventilate the room.

Поскольку в описанном коллекторе солнечной энергии значительно снижена теплопередача по сравнению с обычным окном температура на внутренней поверхности внутреннего стекла мало отличаетс  от температуры на поверхности стены, что способ- ствует созданию благопри тного микроклимата.Since the heat transfer in the described solar collector is significantly reduced compared to a conventional window, the temperature on the inner surface of the inner glass differs little from the temperature on the wall surface, which contributes to the creation of a favorable microclimate.

Предполагаемое изобретение позвол ет сократить энергию на отопление и кондиционирование . На отопление энерги  сокращаетс  за счет непосредственного поступлени  тепла солнечной радиации в помещение; поступлени  теплового воздуха из межстекольного пространства; увеличени  сопротивлени  теплопередаче в ночное врем  путем подн ти  шторы из тканого материала,The inventive invention allows to reduce the energy for heating and air conditioning. For heating, energy is reduced by the direct heat of solar radiation entering the room; the entry of heat air from the interglass space; increase the night heat transfer resistance by raising the curtains of woven material,

На примере типового проекта детских  слей-сада на 140 мест проведены расчеты по определению снижению расхода тепла на отопление с применением предлагаемого изобретени  вместо окон на фасаде, ори- ентированного на юг. При этом дл  климатических условий г. Тбилиси получили , что расход тепла на отопление снижаетс  на 5-6%.Using the example of a typical design for a children's garden, 140 places, calculations were made to determine the reduction of heat consumption for heating using the proposed invention instead of windows on the facade, oriented to the south. At the same time, for the climatic conditions of Tbilisi, it was found that the heat consumption for heating is reduced by 5-6%.

Энерги  на кондиционирование сокращаетс  за счет того, что металлизированна  пленка отражает солнечные лучи и за счет вентил ции межстекольного пространства наружным воздухом.Energy for conditioning is reduced due to the fact that the metallized film reflects the sun's rays and due to the ventilation of the interglass space with outside air.

Claims (1)

Формула изобретени  Коллектор солнечной энергии, установленный в стене здани , содержащий внутреннее и наружное остеклени ,Claims of Invention A solar energy collector mounted in a building wall containing interior and exterior glazing, закрепленные в переплетах, вентил ционные отверсти , выполненные в переплете со стороны внутреннего остеклени , и подвижный экран, регулирующий поступление солнечного излучени  и установленныйfixed in bindings, air vents made in the bindings on the side of the inner glazing, and a movable screen that regulates solar radiation and installed между остеклени ми, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  комфортных условий путем расширени  диапазона регулировани  теплового режима здани , коллектор дополнительно содержит верхнее иbetween glazing, characterized in that, in order to improve comfort conditions by expanding the range of thermal control of the building, the collector further comprises top and нижнее вентил ционные отверсти  в переплете со стороны наружного остеклени , а подвижной экран выполнен в виде шторы, перемещающейс  снизу вверх, перекрывающей частично или полностью световойthe bottom ventilation holes are bound from the external glazing side, and the movable screen is designed in the form of a curtain moving upwards, partially or fully luminous проем в зависимости от климатических условий и времени года и выполненной в летнее врем  из светопрозрачной металлизированной пленки, а в зимнее врем  из материала темного цвета.the opening, depending on the climatic conditions and the time of year, and made in summer from a translucent metallized film, and in winter from a dark-colored material. 4four Г« G " Фиг.11 // Фиг. гFIG. g Фиг.ЗFig.Z