СОЛНЕЧНЫЙ ФАСАД С ВАКУУМИРОВАННЫМ СТЕКЛОПАКЕТОМ Российский патент 2010 года по МПК E06B3/677 

Изобретение относится к области гелиотехники, в частности касается солнечного отопления зданий.

Известна конструкция фасада, включающаего стену с поглощающей поверхностью из штукатурки, покрытой черной краской, прозрачную теплоизоляцию из полимерной пленки на основе триацетатцеллюлозы толщиной 0,135 м и закаленного стекла толщиной 0,006 м. Конструкция из прозрачной изоляции заключена в деревянную раму (G.M.Wallner, R.Hausner, H.Hegedys, H.Schobermayr, R.W.Lang. Application Demonstration and Performance of Cellulose Triacetate Polymer Film Based Transparent Insulation Wall Heating System. Solar Energy, Vol.80, 1410-1416, 2006).

Недостатками данной конструкции являются большая толщина, недостаточно высокий коэффициент пропускания прозрачной теплоизоляции и высокий коэффициент излучения поглощающей поверхности.

Известна конструкция фасада, включающего стену с прозрачной теплоизоляцией, заключенной в деревянную раму. Прозрачная изоляция состоит из поликарбоната капиллярной структуры, заключенного между двумя стеклами. На стену с внешней стороны нанесена черная краска (I.L.Wong, P.C.Eames, R.S.Perera. A Review of Transparent Insulation System and the Evaluation of Payback Period for Building Applications. Solar Energy, Vol.81, pp.1058-1071, 2007).

Недостатками конструкции являются недостаточно высокий коэффициент пропускания, большая толщина, высокий коэффициент излучения поглощающей поверхности.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является конструкция фасада, стена которого теплоизолирована с внешней стороны стеклопакетом с воздушным зазором (Турулов В.А. Наружные стены зданий с гелиовоздухонагревателями (методы теплотехнического расчета и проектирования конструкций). - Саратов: Изд-во «Светопись», 2001).

Недостатком известной конструкции является большая толщина стеклопакета и недостаточно высокие теплоизоляционные свойства.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение коэффициента пропускания теплоизоляции и повышение теплоизоляционных свойств стены здания.

В результате использования предлагаемого изобретения снижаются тепловые потери здания и затраты на отопление помещений за счет применения прозрачной изоляции небольшой толщины с высоким сопротивлением теплопередаче и высоким коэффициентом пропускания.

Вышеуказанный результат достигается тем, что предлагаемый солнечный фасад с вакуумированным стеклопакетом содержит стену с поглощающей поверхностью и вакуумированный стеклопакет толщиной 6,5 мм с вакуумом 10^-3-10^-4 мм рт.ст. и с селективным покрытием на внутренней поверхности стекла с излучательной способностью ε=0,1, установленный на внешней стороне стены здания, при этом поглощающая поверхность имеет селективное покрытие с коэффициентом поглощения α=0,95 и излучательной способностью ε=0,1.

Для предотвращения перегрева стены и помещения и сохранения тепла в ночные часы снаружи солнечного фасада установлена роликовая штора.

Для повышения эффективности нагрева помещения между поглощающей поверхностью и вакуумированным стеклопакетом имеется зазор, в котором циркулирует нагреваемый воздух при помощи вентилятора.

В воздушном зазоре имеется роликовая штора, предотвращающая перегрев стены и помещения и сохраняющая тепло в ночные часы.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1 и фиг.2.

На фиг.1 представлена общая схема конструкции солнечного фасада с вакуумированным стеклопакетом. На фиг.2 представлена схема конструкции солнечного фасада с воздушным зазором между стеной и вакуумированным стеклопакетом.

Солнечный фасад с вакуумированным стеклопакетом содержит стену 1 здания, поглощающую поверхность 2 с коэффициентом поглощения α=0,95 и излучательной способностью ε=0,1, вакуумированный стеклопакет 3 с внешней стороны стены, состоящий из двух листов стекла, дистанция между которыми поддерживается при помощи стеклокерамических фиксаторов 4. В вакуумном зазоре 5 воздух откачан до давления 10^-3-10^-4 мм рт.ст., на внутреннюю поверхность 6 стекла нанесено селективное покрытие с излучательной способностью ε=0,1. В конструкции солнечного фасада предусмотрена штора на роликах (или жалюзи) 7, предотвращающая перегрев стены и помещения в летний период и способствующая сохранению тепла в ночное время.

В солнечном фасаде, показанном на фиг.2, между поглощающей поверхностью 2 и вакуумированным стеклопакетом 3 имеется воздушный зазор 8. Теплосъем внутрь помещения осуществляется за счет циркуляции воздуха при помощи вентилятора 9.

Солнечный фасад работает следующим образом.

Солнечное излучение приходит на стену 1 с поглощающей поверхностью 2 и нагревает стену. Поглощающая поверхность имеет коэффициент поглощения α=0,95 и излучательную способность ε=0,1. Потери снижаются за счет вакуумированного стеклопакета 3 с вакуумом 10^-3-10^-4 мм рт.ст. и со стеклокерамическими фиксаторами 4, имеющего сопротивление теплопередаче R=0,75-0,77 (м²·К)/Вт. В вакуумном зазоре 5 конвекция и теплопроводность разреженного газа незначительны, а теплопотери за счет излучения снижаются за счет нанесения на внутреннюю поверхность стекла селективного покрытия с излучательной способностью ε=0,1. Тепло в помещение поступает за счет теплопроводности стены, конвекции и теплового излучения. Штора на роликах (или жалюзи) 7 предотвращает перегрев стены и помещения в летний период и способствует сохранению тепла в ночное время. В варианте солнечного фасада с воздушным зазором 8 между поглощающей поверхностью и вакуумированным стеклопакетом теплосъем осуществляется за счет циркуляции воздуха при помощи вентилятора 9.

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям фасадов зданий. Изобретение позволит повысить теплоизоляционные свойства стены здания. Солнечный фасад с вакуумированным стеклопакетом содержит стену с поглощающей поверхностью и вакуумированный стеклопакет с вакуумом 10^-3-10^-4 мм рт.ст. и с селективным покрытием на внутренней поверхности стекла с излучательной способностью ε=0,1. Поглощающая поверхность выполнена с селективным покрытием, имеющем коэффициент поглощения α=0,95 и коэффициентом излучательной способности ε=0,1. 3 з.п. ф-лы 2 ил.

1. Солнечный фасад с вакуумированным стеклопакетом, содержащий стену с поглощающей поверхностью и стеклопакетом, отличающийся тем, что он содержит вакуумированный стеклопакет с вакуумом 10^-3-10^-4 мм рт.ст. и с селективным покрытием на внутренней поверхности стекла с излучательной способностью ε=0,1, при этом поглощающая поверхность имеет селективное покрытие с коэффициентом поглощения α=0,95 и излучательной способностью ε=0,1.

2. Солнечный фасад по п.1, отличающийся тем, что снаружи стеклопакета установлена роликовая штора, предотвращающая перегрев стены и помещения и сохраняющая тепло в ночные часы.

3. Солнечный фасад по п.1, отличающийся тем, что между поглощающей поверхностью и вакуумированным стеклопакетом имеется зазор, в котором циркулирует нагреваемый воздух при помощи вентилятора.

4. Солнечный фасад по п.3, отличающийся тем, что в воздушном зазоре имеется роликовая штора, предотвращающая перегрев стены и помещения и сохраняющая тепло в ночные часы.