BG97378A

BG97378A - Structure of an energy accumulation surrounding wall

Info

Publication number: BG97378A
Application number: BG97378A
Authority: BG
Inventors: Stoil B Milkov; Bogomil D Darakchiev; Jancho Ts Aleksandrov; Zheko T Petrov
Original assignee: Vissh Inst Arkhitektura I Str
Priority date: 1993-01-29
Filing date: 1993-01-29
Publication date: 1994-01-03
Also published as: BG61352B1

Abstract

Конструкция на енергоакумулираща ограждаща стена, състояща се от стъклена преграда, въздушна прослойка и енергоакумулиращ елемент, включващ разположен от външната страна на стената и зад въздушната прослойка колектор, запълнен сфлуид, свързан в горния и долния си край с акумулатора, при което в горната връзка между акумулатора и колектора има клапа, а между колектора и акумулатора еразположена ефективна топлоизолация, характеризираща се с това, че акумулаторът е съставен от серия разположени на разстояние една от друга тръби, вбетонирани в стоманобетонната конструкция на стената, а колектор ът е съставен от свързани помежду си отделни тръби.Construction of an energy storage wall, consisting of a glass partition, an air layer and an energy storage element including located on the outside of the wall and behind the air layer collector, a filled baffle connected at its upper and lower end to the battery, the upper connection between the battery and the collector has a flap and between the collector and the collector the battery is subjected to effective thermal insulation, characterized in that the battery is composed of a series of tubes spaced apart, reinforced with the reinforced concrete structure of the wall, and the collector is composed from interconnected individual pipes.

Description

Изобретението се отнася до конструкция на енергоакумулираща ограждаща стена предназначена за жилищни, обществени и др.сгради, използуващи като източник на отопление слънчевата енергия.The invention relates to the construction of an energy storage enclosure designed for residential, public and other buildings using solar energy as a source of heating.

Известна е енергоакумулираща конструкция, състояща се от стъклена преграда, въздушна прослойка и масивна стена. Работата й се основава на топлоакумулиращата способност на стената от обикновен плътен бетон. Акумулираната в стената топлина след това се излъчва в прилежащото й помещение.Known energy-saving construction consisting of a glass partition, an air layer and a solid wall. Its work is based on the heat storage capacity of a wall of ordinary solid concrete. The heat accumulated in the wall is then radiated into its adjacent room.

- ²: :- ² ::

Недостатък на конструкцията е, че при по-ниска външна температура от вътрешната топлинният поток от стената се насочва навън, т.е. акумулираната в стената топлина не може напълно да се използва за отопляване на помещението I 1 I.A disadvantage of the construction is that at a lower outside temperature than the internal heat flow from the wall is directed outwards, i.e. The heat accumulated in the wall cannot be fully used to heat the room I 1 I.

Известна е и конструкция на енергоакумулираща ограждаща стена, състояща се от колектър-акумулатор-радиатор [ 2 ] Колекторът е разположен от външната страна на елемента зад стъклена преграда като в горния и долния си край е свързан с акумулатор, разположен в средата на елемента. Акумулаторът е изолиран от всички страни с топлоизолация. Той от своя страна в горния и долния си край, пък е свързан с радиатор, разположен от вътрешната страна на елемента. В горната връзка между акумулатора и радиатора е разположена клапа.Also known is the construction of an energy storage enclosure consisting of a collector-accumulator-radiator [2] The collector is located on the outside of the element behind a glass partition and at its upper and lower ends is connected to a battery located in the middle of the element. The battery is insulated on all sides with thermal insulation. In turn, at its upper and lower ends, it is connected to a radiator located on the inside of the element. A valve is located in the upper connection between the battery and the radiator.

Принципът на работа на енергоакумулиращия елемент е следният: поетата слънчева топлина от колектора загрява акумулатора като се реализира термосифонен ефект. На такъв ефект се основава след това прехвърлянето на топлината от акумулатора към радиатора, което се .регулира, посредством клапа.The principle of operation of the energy storage element is as follows: the absorbed solar heat from the collector heats the battery, realizing a thermosyphonic effect. Such an effect is then based on the transfer of heat from the battery to the radiator, which is regulated by a valve.

Недостатък на конструкцията е, че акумулираната от стената топлина се излъчва сравнително бързо в помещениетоThe disadvantage of the construction is that the heat accumulated from the wall is emitted relatively quickly in the room

то се обуславя от вида на материала, от относително по-малката й топлинна инерция и от конфигурацията на повърхността, през която става отдаване на топлината в помещението.it is determined by the type of material, its relatively less thermal inertia, and by the configuration of the surface through which the heat is transferred to the room.

Друг недостатък на конструкцията е, че тя не е модулен елемент и не е в съответствие с модулната координация на разме рите в строителството.Another disadvantage of the structure is that it is not a modular element and does not comply with the modular coordination of dimensions in construction.

Недостатък на конструкцията е и това, че енергоакумулиращата част не може да се използва самостоятелно като конструктивен елемент, а е необходимо вграждането и в специална носеща конструкция.A disadvantage of the construction is the fact that the energy storage part cannot be used alone as a structural element, but it is necessary to install it in a special supporting structure.

,\т-7.2 _r\ у ц' ( I ^r f (<, \ t-7.2 _r \ y fi '(I ^r f (<

Конструкцията не позволява директно отопление с топъл въздух.The construction does not allow direct heating with warm air.

Задача на изобретението е да се създаде конструкция на енергоакумулираща ограждаща стена, която да излъчва акумулираната топлина по посока на помещението плавно и със закъснение в сравнение с акумулирането на топлината; размерите на конструкцията и на нейните елементи да бъдат подчинени на модулната координация на размерите в строителството; конструкцията,освен енергоакумулиращи функции да изпълнява и конструктивни функции; да има висока акумулираща слънчевите лъчи способност.It is an object of the invention to provide an energy storage enclosure construction that emits the accumulated heat in the direction of the room smoothly and with delay compared to the heat accumulation; the dimensions of the structure and its elements must be subject to the modular coordination of the dimensions in construction; the construction, in addition to energy storage functions, also perform structural functions; to have high sunbathing ability.

Задачата е решена с конструкция на енергоакумулираща ограждаща стена, състояща се от стъклена преграда, въздушна прослойка и енергоакумулиращ елемент, от външната страна, на която е поставен колектор, запълнен с флуид, а двата му края горен и долен са свързани със съставен акумулатор, запълнен със същия флуид и разположен от вътрешната страна на стената.The problem is solved by the construction of an energy storage enclosure consisting of a glass partition, an air layer and an energy storage element, on the outside of which a fluid-filled collector is mounted, and its upper and lower ends are connected to a composite battery. with the same fluid and located on the inside of the wall.

В края на горната връзка колектор-акумулатор е монтирана възвратна клапа, а между колектора и акумулатора е поставена ефективна топлоизолация. Съгласно изобретението акумулаторът е изпълнен от серия, разположени на разстояние една от друга полимерни или метални тръби, вбетонирани заедно с топлоизолацията в стоманобетонова конструкция?която е част от съставния акумулатор. Енергоефективната част на конструкцията, чрез която е осигурен термосифонния ефект е изградена от автономни модулни елементи. Енергоакумулиращата стена е самоносещ се строителен елемент, в които в горния и долния край са поставени отвори за циркулация на въздух.A non-return valve is installed at the end of the upper collector-battery connection and effective thermal insulation is installed between the collector and the battery. According to the invention, the battery is made up of a series of spaced polymer or metal tubes spaced together with the thermal insulation in a reinforced concrete structure, which is part of the composite battery. The energy efficient part of the structure through which the thermosiphon effect is provided is made up of autonomous modular elements. The energy storage wall is a self-supporting building element with air circulation openings at the upper and lower ends.

Предимство на изобретението е плавното и със закъснение излъчване на акумулираната топлина от стената към помещението, благодарение на серията отделни тръбни полимерни, метални и . · 4 ,; '7 др.елементи c различен диаметър и дебелина от акумулатора, вбетонирани в стоманобетоновата конструкция.An advantage of the invention is the smooth and delayed emission of the accumulated heat from the wall to the room, thanks to the series of separate polymeric, metallic and metal tubes. · 4,; '7 other elements of different diameter and thickness from the battery, concreted in the reinforced concrete structure.

Друго предимство на изобретението, е че позволява унификация на производството и удовлетворяване на потребностите от елементи в съответствие с възприетата модОДна координация на размерите в строителството, благодарение на това, че инструкцията е изградена от модулни елементи, включващи тръбите на колекторно-акумулаторния елемент, с автономно действие.Another advantage of the invention is that it permits the unification of production and the satisfaction of the needs of the elements in accordance with the accepted modod coordination of the dimensions in the construction, due to the fact that the instruction is made up of modular elements including the pipes of the collector-accumulator element with autonomous action.

Енергоакумулиращата конструкция,е и конструктивен елемент, благодарение на това, че съставната част на акумулатора стоманобетонната изпълнява и конструктивни функции.The energy-saving structure is also a structural element, due to the fact that the component of the battery reinforced concrete also performs structural functions.

AsAs

Предимства на конструкцията са и високата енергоакумулираща способност, благодарение на това, че акумулиращата й част е с висока топлоемност и. че тя е ограждащ елемент, а не част от него, че^Онструкцията позволява нагряване на помещението със загрят въздух чрез каналите за циркулация *6 въздух.Advantages of the construction are the high energy storage capacity due to the fact that its storage part is of high heat capacity and that it is a enclosing element, not part of it, that ^ Instruction allows heating of the room with heated air through the circulation ducts * 6 air.

Примерно изпълнение на конструкцията е показано на фиг.1, което представлява вертикален разрез, фиг.2 - хоризонтален разрез^ фиг.З - аксонометрия на елемента колектор тръбен акумулатор.An exemplary embodiment of the structure is shown in FIG. 1, which is a vertical section, FIG. 2 is a horizontal section. FIG. 3 is an axonometry of a collector tube battery.

Енергоакумулиращата конструкция се състои от стъклена преграда /1/, отстояща от ограждащата стена на 10cm, чрез затворена въздушна прослойка /2/. Колекторът /3/ е изпълнен от серия тръби, например 3/4^/ може и изпълнение с плосък колектор/ като колекторният елемент е с модулна широчина, например ЗОсгп. , разположен е или от външната повърхност на стената, или е вбетониран в нея. Колекторните елементи се свързват помежду си с връзка /5/. В долния край на колектора е поставен авариен изпускателен кран /4/. Външната повърхност на стената заедно с колектора са ///-.5.-/ .' е ' ’ ‘ ^{f {} ' ' боядисани в тъмен цвят. Колекторът е отделен от акумулиращата част на стената посредством ефективна топлоизолация (пенополистирол - /10/.The energy storage structure consists of a glass barrier / 1 /, separated from the enclosure wall by 10cm, by means of a closed air layer / 2 /. The collector (3) is made of a series of tubes, for example 3/4 ^ (may also be a flat collector version), with the collector element being of modular width, for example 30c. , is either positioned on the outer surface of the wall or concreted into it. The collector elements are connected to each other by a link / 5 /. An emergency exhaust valve / 4 / is fitted at the lower end of the manifold. The outer surface of the wall together with the manifold are ///-.5.-/. 'is''' ^{f {} '' painted in dark color. The manifold is separated from the accumulating part of the wall by efficient thermal insulation (expanded polystyrene - / 10 /.

В горния и долния си край посредством връзка /6/ и тръби /12/ и /13/, колекторът е свързан с тръбната частна акумулатора /8/, който е изпълнен за предпочитан^ от ПВЦ тръби (може и метални тръби) с диаметър 18-20cwv и с дебелина на стената 5-10vwm.H е вбетониран в носещата конструкция /9/ на стената, която е част от съставния акумулатор. В горния край на съединителната тръба /12/ е монтирана възв.ратна клапа /7/.At its upper and lower end, by means of a connection (6) and pipes (12) and (13), the collector is connected to the tubular private battery (8), which is made of PVC pipes (possibly metal pipes) of diameter 18, preferably. -20cwv and wall thickness 5-10vwm.H is embedded in the supporting structure / 9 / on the wall, which is part of the compound battery. An air damper (7) is installed at the upper end of the connecting pipe (12).

В горния и долния край на стената са оставени канали /15/ и /16/ за циркулация на въздух в и от помещението. В горния край на рамката /11/ на стъклената преграда са оставени отвори /16/, които са в контакт с външния въздух.Channels / 15 / and / 16 / are left at the top and bottom of the wall for air circulation to and from the room. At the upper end of the frame / 11 / of the glass partition are left openings / 16 / that are in contact with the outside air.

Действието на конструкцията се изразява в следното:The effect of the structure is the following:

При слънчево греене лъчите преминават през стъклената преграда и нагряват външната повърхност на стената, включително и колектора^както и затворената въздушна прослойкаIn the case of sunlight, the rays pass through the glass partition and heat the outer surface of the wall, including the manifold, as well as the closed air layer.

При отворени канали в горния и долния край на стената започва циркулация на въздух - топлият въздух от колектора постъпва в помещението, а студеният от помещението в колектора. Едновременно с това (или при затворени въздушни канали) се загрява водата в колектора, която преминава в акумулатора и започва циркулация на водата топлата вода от колектора преминава в акумулатора, а студената от акумулатора постъпва в колектора, където се нагрява и т.н. до постигане на равновесие на температурите.With open channels at the upper and lower ends of the wall, air circulation begins - the warm air from the collector enters the room and the cold from the room into the collector. At the same time (or with closed air ducts) the water in the collector is heated, which passes into the accumulator and the hot water from the collector starts to flow into the accumulator, and the cold from the accumulator enters the collector, where it is heated, etc. until equilibrium is reached.

Натрупаната топлина в тръбната част на акумулатора отначало загрява стоманобетоновата част на стената, разположена между топлоизолацията и вътрешната й повърхност, която също изпълнява ролята на акумулатор. Тъй като тази част е с високаРгоп. .-. 6-. J / лоемност^с голям обем нагряването е многократно по-бавно в сравнение с метални елементи. Поради същата причина- излъчването на топлината става със закъснение в сравнение с натрупването й, при това то е плавно и продължително. Топлината се излъчва изключително по посока на помещението, защото типлоизоладията не позволява това да стане на вън.The accumulated heat in the tubular portion of the battery initially heats the reinforced concrete portion of the wall, located between the thermal insulation and its inner surface, which also acts as a battery. As this part is of high RGOP. .-. 6-. High volume J / f ^ is many times slower than metallic elements. For the same reason, heat is delayed compared to its accumulation, and it is smooth and long-lasting. The heat is emitted exclusively in the direction of the room, because the insulation does not allow it to go outside.

Възвратната клапа не позволява да се.получи обратна циркулация на флуида при понижаване на външната температура. Нагряването на помещението е напълно автономно.The non-return valve does not allow the return circulation of the fluid to be obtained by lowering the outside temperature. The room heating is completely autonomous.

През летен период при затворена клапа и (или) изпуснат флуид от системата колектор-акумулатор се отварят въздушните канали, разположени в рамката на стъклената преграда и топлия възfl ух, засмуквайки през долните отвори на стената по студен въздух охлажда помещението.During the summer, when the valve is closed and (or) fluid is released from the collector-battery system, the air ducts located within the glass partition frame and the warm air vents, sucking through the lower openings of the wall in cold air, cools the room.

Claims

1. An energy storage structure consisting of a glass partition, an air layer and an energy storage element consisting externally of a fluid-filled collector, an effective thermal insulation and a battery characterized by a spaced apart series from other tubes 8 /, concreted in the reinforced concrete structure / 9 /.

2. The energy storage structure according to claim 1, characterized in that the tubes are polymeric.

3. An energy storage structure according to claim 1, characterized in that the pipes are metal.

Energy storage structure according to claim 1, characterized in that the energy efficient part of the collector (3) - accumulator (8) structure is made up of autonomous modular elements.

5. The energy storage structure according to claim 1, characterized in that it is a self-supporting building element.