Стеновая панель здания Российский патент 2004 года по МПК F24J2/04 F24J2/34 

Предлагаемое изобретение относится к области физики, а точнее к гелиотехнике, и позволяет повысить аккумулирующую способность и обеспечить автономное регулирование теплового режима здания, может быть использовано в системах теплоснабжения зданий.

Известна солнечная панель здания [1], содержащая светопрозрачное покрытие и размещенный за последним теплоаккумулирующий элемент с вертикальным воздушным каналом, образованным наружной лучепоглащающей и внутренней теплопередающей стенками, в верхней и нижней частях внутренней стенки выполнены отверстия, сообщающие канал с помещением здания, при этом в нижнем отверстии установлена регулирующая заслонка, в которой с целью повышения аккумулирующей способности и обеспечения регулирования теплового режима здания в воздушном канале установлены капсулы, заполненные теплоаккумулирующим веществом, наружная лучепоглащающая стенка выполнена полой и разделена по высоте перегородкой, образующей в полости замкнутый контур, заполненный жидкостью, причем в верхней части контура установлен регулирующий клапан, корпус которого разделен подвижной мембраной со штоком на две герметичные воздушные камеры, одна из которых расположена со стороны жидкостного контура, а другая - со стороны воздушного канала.

Недостатком этого изобретения является сложность конструкции и низкая теплоаккумулирующая способность.

Наиболее близкой по технической сущности является солнечная панель здания [2], содержащая основание, зачерненную теплоаккумулирующую стену с выступами, имеющую вертикальные сквозные каналы, установленное перед стеной с зазором светопрозрачное покрытие и размещенный в последнем подвижный защитный экран, закрепленный одним концом на барабане. Поверхности выступов образованы пересечением двух вогнутых плоскостей и распылителя. В верхней и нижней зонах зазора установлены соответственно распылитель и сборник жидкости. Панель также дополнительно содержит два гидроцилиндра, установленных перед светопрозрачным покрытием, и выжимное устройство.

Недостатком известной солнечной панели является низкая теплоаккумулирующая способность (только за счет теплоемкости материала теплоаккумулирующей стенки), регулирование теплового режима в здании слишком сложным устройством подъема и опускания защитного экрана.

Задача изобретения - упростить и улучшить теплоснабжение зданий.

Технический результат - повышение аккумулирующей способности и упрощение процесса регулирования теплового режима здания.

Технический результат достигается тем, что наружная часть теплоаккумулирующей стенки выполнена из светопрозрачной пленки и заполнена фазопереходным теплоаккумулирующим материалом и выполняет роль защитного экрана, становясь то прозрачной для солнечных лучей при плавлении, то непрозрачной, и уменьшает тепловые потери - при кристаллизации, контактирует с одной стороны с теплоемкостной аккумулирующей внутренней стеной, а с другой - с воздушным каналом, циркуляция воздуха через который осуществляется регулированием степени открытости терморегулируемой заслонки терморегулятором.

На чертеже показана стеновая панель здания, включающая двойное светопрозрачное покрытие 1, теплоаккумулирующую стенку 2, заполненную фазопереходным теплоаккумулирующим материалом, например Na₂SO₄·10H₂O с температурой плавления 24-32°С, ΔН_пл.=250 кДж/кг, внутреннюю плоскую стенку 3 с емкостным теплоаккумулирующим материалом. В верхней и нижней частях стенок выполнены отверстия 4 и 5, в которых установлены терморегулируемые заслонки 6 и 7. Панель имеет нижнее 8 и верхнее 9 ограждения. Теплоноситель поступает через входное отверстие 4 и отводится через выходное отверстие 5, проходя через канал 10. Заслонки регулируются терморегулятором (биметаллическая спираль) 11.

Конкретный пример выполнения.

Лучистая энергия, проникая сквозь прозрачное двойное покрытие 1, попадает на теплоаккумулирующую стенку 2, заполненную фазопереходным теплоаккумулирующим материалом, и нагревает его до температуры плавления и выше. При плавлении последняя становится прозрачной для солнечных лучей и, проходя, они греют внутреннюю емкостную теплоаккумулирующую стенку 3. Воздух, нагреваемый стенкой 2, поднимается по каналу 10 и выходит из выходного отверстия 5 в помещение, а на его место поступает холодный воздух через входное отверстие на уровне пола 4. Таким образом, осуществляется циркуляция воздуха и обогрев помещения. Если воздух в помещении нагревается выше допустимой температуры, то регулирующие терморегулятором 11 заслонки 6 и 7 закрываются, солнечные лучи нагревают и расплавляют фазопереходный материал стенки 2 и часть солнечной энергии проходит через стенку 2 к внутренней теплоаккумулирующей стенке 3 и, нагревая их, накапливается в них. В ночное и пасмурное время воздух в помещении нагревается сначала от стенки 2 при открытых заслонках, затем и от стенки 3 при закрытых заслонках. Из-за плотного контакта стенок 2 и 3 тепло от стенки 2 при закрытых заслонках меньше теряется и передается стенке 3 и в помещение. Далее стенка 2 претерпевает фазовый переход - кристаллизацию и служит защитным экраном (теплоизоляцией) для внутренней стенки 3. Регулирование температуры воздуха в помещении осуществляется за счет регулирования степени циркуляции воздуха через канал 10 путем большего или меньшего открытия заслонок 6 и 7, управляемых терморегулятором 11. При повышении температуры воздуха в помещении заслонка под действием терморегулятора прикрывается и за счет тепла в помещении материал стенки 2 плавится, при понижении температуры заслонки открываются.

Предлагаемое изобретение обеспечивает уменьшение тепловых потерь, увеличивает теплоаккумулирующую способность за счет фазового перехода, так как энтальпия плавления кристаллогидратов и других солей больше, чем теплоемкости применяемых материалов, предохраняет здание от перегрева, и сама теплоаккумулирующая стенка с фазопереходным теплоаккумулирующим материалом служит защитным экраном и упрощает схему автономной работы его. При плавлении фазопереходного материала стенка прозрачна для солнечных лучей - экран открыт, при кристаллизации стенка не прозрачна, служит теплоизолятором - экран закрыт.

Источники информации

1. В.А. Халюткин. Солнечная панель здания. Авторское свидетельство № 1601472, F 24 J 2/42, бюл. № 39, 1990 г.

2. Т.Н. Старкова, П.Н. Старков, Г.Б. Устинов. Солнечная панель здания. Авторское свидетельство № 1548618, F 24 J 2/42, бюл. № 9, 1990 г.

Изобретение относится к гелиотехнике, позволяет повысить аккумулирующую способность и обеспечить автономное регулирование теплового режима здания, может быть использовано в системах теплоснабжения зданий. Стеновая панель здания включает наружную стенку, выполненную из светопрозрачного материала и заполненную фазопереходным теплоаккумулирующим материалом, например Na₂SO₄·10H₂O с температурой плавления 24-32°С, ΔН_пл.=250 кДж/кг, которая выполняет роль защитного экрана, становясь то прозрачной для солнечных лучей при плавлении, то непрозрачной, и уменьшает тепловые потери при кристаллизации. Она контактирует с одной стороны с теплоемкостной аккумулирующей внутренней стеной, а с другой - с воздушным каналом, циркуляция воздуха через который осуществляется регулированием степени открытости заслонки терморегулятором. Изобретение должно улучшить теплоснабжение зданий. 1 ил.

Стеновая панель здания, содержащая теплоаккумулирующую стену, светопрозрачное покрытие, отличающаяся тем, что теплоаккумулирующая стена заполнена фазопереходным теплоаккумулирующим материалом, в верхней и нижней частях которой выполнены отверстия, в которых установлены терморегулируемые заслонки.