Наружное ограждение Советский патент 1993 года по МПК F24J2/42 

Изобретение относится к строительной теплофизике, в частности к использованию тепла солнечной радиации для снижения расхода тепла на отопление зданий, и может быть использовано в жилищном и гражданском строительстве,.

Известно большое разнообразие конструктивных решений наружных ограждающих конструкций (стен) использующих тепло солнечной радиации пассивными приемами.

Известен также солнечный элемент для улавливания тепловой энергии солнечных лучей.

Отмеченный солнечный элемент образован панелью, содержащей две стенки, одна из которых (наружная) прозрачная для .пропускания солнечных лучей. Между стенками, расположенными на некотором расстоянии друг от друга, расположено несколько непрозрачных ребер, предназначенных для попадания солнечных лучей и улавливания их тепловой энергии. Перенос энергии обеспечивается с помощью воздуха, циркулирующего между двумя стенками.

Недостатком указанного солнечного элемента является то, что на внутренней глухой стене нет оконного проема для непосредственного проникания тепла солнечной радиации, служащего также источником естественного освещения.

Прототип состоит из вертикального солнечного коллектора и теплоаккумулирую- щей стены. При попадании солнечных лучей на зачерненную поверхность стены коллектора бетон поглощает некоторое количество тепла. Одновременно другая часть тепла нагревает воздух, который поднимается вдоль коллектора и поступает в помещение.

Недостатком прототипа является:

отсутствие дополнительных аккумуляторов тепла солнечной радиации в виде ребер;

отсутствие оконного проема на внутренней глухой стене, через который в помещение поступает тепло солнечной радиации и который служит источником естественного освещения....

Целью изобретения является повышение энергетической эффективности наружной ограждающей конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в воздушной прослойке расположены аккумуляторы тепла, окрашенные в темный цвет, в виде ребер (цилиндров или параллелепипедов) из тяжелого бетона с внутренними металлическими стержнями и устройства оконного проема на внутренней глухой стенке для непосредственного проникания тепла солнечной радиации и служащего источником естественного освещения, аккумуляторы же тепла могут быть замены трубами, в которых солнечным теплом нагревается теплоноситель, например вода,

воздух.

Предполагаемое изобретение отличается от прототипа по двум признакам:

в вентилируемой прослойке между непрозрачной, стеной с оконным проемом в

верхней части и прозрачным наружным слоем расположены аккумуляторы тепла, предназначенные для улавливания и аккумулирования тепла солнечной радиации;

внутренний непрозрачный спой - стена имеет оконный проем, через который также поступает тепло солнечной радиации, которое является дополнительным источником тепла и естественного освещения.

Сущность предполагаемого изобрете-. ния заключается в том, что оно позволяет регулировать микроклимат, т.е. дополнительно обогревать, вентилировать и защищать от перегрева помещение в

зависимости от условий .окружающей среды.

На фиг.1 изображено ограждение со стороны помещения; на фиг.2 - то же, вид с наружной стороны; на фиг.З - разрез А-А

на фиг.2. .

Наружное ограждение (панель), использующее солнечную радиацию для обогрева, состоит из двух стенок 1 и 2. Внутренняя стенка 1 непрозрачна, толщина определяется, исходя из теплотехнических требований. Кроме того, внутренняя стенка имеет оконный проем 3 горизонтально-протяженной формы, расположенный в верхней половине.

Наружная стенка 2 полностью прозрачна для проникания солнечных лучей.

Вентиляционное устройство выполнено в виде внутренней стенки 1 с оконным проемом 3, наружной прозрачной стенки 2 с

воздушной прослойкой между ними 4. Причем обе стенки выполнены с входными и выходными отверстиями 5 и б, имеющими задвижки. Отверстия могут быть сплошными или типа каналов.

Для беспрепятственного прохождения воздуха в воздушную прослойку или из нее площади отверстий должны быть равны друг другу. При разной форме отверстий их приведенные площади должны быть равны.

Благодаря этому обеспечивается требуемый воздухообмен в помещении.

Между стенками 1 и 2 расположены аккумуляторы тепла в виде ребер 7 из тяжелого бетона с металлическими стержнями,

которые могут быть заменены трубами, в

которых нагревается теплоноситель {вода, воздух).

; Устройство работает за счет разности давлений с внутренней стороны и в пробойке между стенками, а так же за счет трго, что воздух в прослойке нагревается за сНеттепла солнечной радиации, поднимает- ck вверх и поступает в помещение через верхнее вентиляционное отверстие на внутренней стенке.

Воздух из помещения через нижнее нтиляционное отверстие поступает в про ойку. Таким образом происходит поступление тепла в помещение. На ночь вентиляционные отверстия закрываются. Сопротивление теплопередаче ограждения увеличивается, теплопотери уменьшаются, В холодный период года вентиляцион- е отверстия на наружной стенке закрыты. Летом наружное ограждение вентили- ется наружным воздухом через н аружные нтиляционные отверстия. Кроме тогб, при высоком стоянии солнца расстояние а меж- д; стенками служит солнцезащитным ко- зпрьком для оконного проема.. ...;.

Предполагаемое изобретение позволяет сократить энергию на отопление и кондиционирование. .....-,..: /.

Энергия на отопление сокращается:

за счет непосредственного поступления тепла солнечной радиации в помещение через оконный проем на внутренней стенке 3: за счет поступления теплого воздуха из воздушной прослойки 4;

за счет увеличения сопротивления теплопередаче в ночное время, превращая вентилируемую прослойку в невентилируемую путем закрытия вентиляционных отверстий на внутренней стенке,

На примере типового проекта детских яслей-сада на 140 мест проведены расчеты по определению снижения расхода тепла на отопление с применением предполагаемого изобретения на 1 этаже одного из фасадов, ориентированного на юг. Область применения IV климатический район, расчетная тем- пература наружного воздуха (-7)°С, географическая широта 42°С.м. Расчет показывает что расход тепла на отопление снижается на 8%.

Энергия на кондиционирование сокращается за счёт вентиляции воздушной про- слойки наружным воздухом и за счет солнцезащитного козырька а.

1лспользование: в жилищном и гражданском строительстве. Сущность изобретения: наружное ограждение, использующее доого иМ.: 4 J М.: антеее Лсолнечную радиацию для обогрева, состоит из двух стенок 1 и 2 с воздушной прослойкой 4 между ними. Внутренняя стенка 1 непрозрачна, толщина определяется, исходя из теплотехнических требований, Кроме того, внутрёйняя стенка имеет оконный проем 3 горизонтально-протяжённой формы, расположенный в верхней половине. Наружная стенка 2 полностью прозрачна для проникновения солнечных лучей. Причем обе стенки выполнены с входными и выходными вентиляционными отверстиями 5 и б, распо- ложенными в нижних и верхних частях стенок. Между стенками 1 и 2 расположены аккумуляторы тепла в ШДё ребер 7 из тяжелого бетона с металлическими стержнями, которые могут быть заменены трубами, в которых нагревается теплоноситель (вода, воздух). 3 ил. fe

Ф о р м у л а и з О б р е т е н и я Наружное ограждение, использующее лнечную радиацию для обогрева, включа-. ю цее внутреннюю стену с оконными про- ами, наружную прозрачную стену и здушную прослойку между ними, которые еют входные и выходные вентйляцион- е отверстия, расположенные в нижних и рхйих частях, от л и ч а ю щ.-ё е.с я тем,

X с целью повышения энергетической эф- ктивности наружной ограждающей конструкции, в воздушной прослойке расположены аккумуляторы тепла, окрашенные в темный цвет, в виде ребер (цилиндров) из Тяжелого бетона с внутренними металлическими стержнями или в виде труб с теплоносителем, а на внутренней глухой стенке выполнен оконный проем для непосредственного проникновения тепла солнечной радиации и служащего источником естественного освещения.

Ш.1

5

А-л

о о о

-в

j

А

Фиг.1