CZ12950U1 - Sluneční kolektor vhodný zejména pro vnější oplášťování budov - Google Patents

Description

Sluneční kolektor vhodný zejména pro vnější oplášťování budov

Oblast techniky

Technické řešení se týká slunečního kolektoru, vhodného zejména pro vnější oplášťování budov, vybaveného zpravidla meandrovitým absorbérem s přídavnými teplosměnnými plochami.

Dosavadní stav techniky

V současnosti jsou známé konstrukce slunečních kolektorů, které sestávají ze základního dílu, kterým je vana vytvořená ve formě monolitního plechového výlisku nebo vana smontovaná z profilů. Takto vytvořená vana je vyplněna vloženou nebo nalepenou tepelně izolační hmotou, kterou v převážné míře představuje skelná vata. Popsaná tepelně izolační hmota, tvořící výplň základního dílce, vany, je překryta tkaninou a do takto vytvořené dutiny je vložen absorbér, většinou tvořený měděnými trubkami spojenými s hliníkovými profily, opatřenými spektrálně selektivní vrstvou. Absorbér jev dutině zafixován příchytkami a překiyt sklem, které je následně v rámu zatmeleno. Takto vytvořený sluneční kolektor je vzhledově přijatelný, avšak poměrně drahý. Potřebné náklady dále zvyšují podpěrné konstrukce, které jsou nezbytné pro jeho ustavení na rovných střechách. Tento typ kolektoru, jakož i ostatní podobné kolektory jsou určeny zejména pro šikmé nastavení vůči zemskému povrchu - vodorovné rovině. Toto nastavení má za účel lepší využití tepelné energie slunečních paprsků tím, že úhel svíraný mezi dopadajícím slunečním paprskem a povrchem absorbéru by v ideálním případě mohl dosahovat 90° nebo bý se, při praktickém použití, této hodnotě co nejvíce přibližoval. Při popsaném úhlu nastavení povrchu absorbéru vůči slunci je dosahováno největší účinnosti při sdílení tepla mezi slunečními paprsky a slunečním kolektorem. Za účelem vytvoření výše uvedených podmínek jsou sluneční kolektory, respektive absorbéry, ustavovány vůči vodorovné rovině v úhlu, jehož hodnota se pohybuje v rozmezí od 30 do 45°. Jelikož nastavení slunečních kolektorů prostřednictvím podpěrné konstrukce je v průběhu roku neměnné a úhel dopadu slunečních paprsků na absorbér se po většinu roku výrazně odchyluje od ideální hodnoty, efektivnost procesu získávání tepelné energie, v průběhu roku, výrazně klesá. Zejména v zimních měsících, tedy v době kdy vytápění je nejvíce potřeba, dopadají sluneční paprsky na zemský povrh pod ostrým úhlem, důsledkem čehož je velmi malá účinnost slunečních kolektorů ustavených na pevných, podpěrných konstrukcích. V tomto, podzimním a zimním období, se stává výhodným svislé nebo svislici se blížící nastavení slunečního kolektoru vůči vodorovné rovině.

Další nevýhoda běžně používaných kolektorů spočívá v tom, že prostor mezi sklem a absorbérem je vyplněn vzduchem, jehož tepelná vodivost rovněž snižuje účinnost slunečního kolektoru tím, že část tepla vyzařující z teplosměnné vrstvy absorbéru je jím odváděna zpět ke sklu a přes ně zpět do vnějšího prostředí. Řešení tohoto problému spočívá v zatavení absorbéru mezi skleněné desky s následným vytvořením vakua uvnitř takto vzniklé dutiny. Kolektor tohoto typu by byl, zejména z důvodu potřeby speciálního strojního zařízení, velmi drahý a pro běžného spotřebitele tudíž cenově nedostupný.

Podstata technického řešení

Cílem řešení je snížení nákladů spojených s výrobou slunečních kolektorů, za současného dosažení jejich vysoké provozní účinnosti. Vytýčeného cíle je dosaženo zejména tím, že sluneční kolektor je tvořen vnějším rámem sestaveným z dutých profilů, které jsou specielně určeny pro výrobu zejména plastových rámů pro okna a pro tento účel běžně používány. Tyto duté profily, zejména z plastu, jsou tudíž cenově optimální a běžně dostupné. Pro vlastní výrobu vnějšího rámu slunečního kolektoru je tedy možno použít technologii shodnou s technologií výroby okenních rámů nebo přímo, jako vnější rám kolektoru, využívat rámy oken takto vyrobených.

Vnější rám má na vnitřní straně uspořádán alespoň jeden průběžný lem, k němuž přiléhá vložené vakuové dvojsklo s uvnitř uspořádaným meandrovitým absorbérem, opatřeným na lícní straně tepelně selektivní vrstvou. Vakuové dvojsklo, stejně jako v případě okna dvojité (například

-1 CZ 12950 Ul vakuové sklo), je ve vnějším rámu zajištěno přítlačnou příložkou, obvodově zasahující do vybrání ve vnějším rámu. Vakuové dvojsklo je tvořeno dvěma rovnoběžně uspořádanými skleněnými tabulemi mezi něž je vložen distanční rám po obvodu opatřený těsnicím a fixačním tmelem.

Uvnitř takto vytvořeného prostoru, mezi dvěma skleněnými tabulemi, je umístěn meandre vitý absorbér, který je uchycen svými koleny ve vybráních distančním rámu vakuového dvojskla a jehož přívod a vývod teplonosného média prochází průchodem vytvořeným v distančním rámu a ve vnějším rámu. Vnitřní prostor vakuového dvojskla je, prostřednictvím jednosměrného ventilu, propojen s vnějším atmosférickým prostředím. Jednosměrný ventil může být tvořen pneuventilem v uspořádání průchodnosti ve směru z vnitřního prostoru vakuového dvojskla do vnějšího atmosférického prostoru, jehož vývod například prochází distančním rámem a vnějším rámem. Toto řešení umožňuje samovolné vytvoření vakua ve vnitřním prostoru vakuového dvojskla. Přehled obrázků na výkresech

Další výhody a účinky předloženého technického řešení jsou dále patrné z připojených výkresů, kde značí obr. 1 podélný řez slunečním kolektorem a obr. 2 značí čelní pohled na sluneční kolektor s částečnými řezy.

Příklady provedení technického řešení

Sluneční kolektor znázorněný na obr. 1, je tvořen vnějším rámem I z dutého profilu 2, na jehož vnitřní straně 3 je uspořádán alespoň jeden průběžný lem 4 pro uložení vakuového dvojskla 5 s uvnitř uspořádaným meandrovitým absorbérem 6. Vnější rám i je ve formě okenního profilu. K vakuovému dvojsklu 5 je přiřazena přítlačná příložka 10 obvodově zasahující do vybrání 14 ve vnějším rámu U

Vnitřní prostor 7 vakuového dvojskla 5 na obr. 2, je prostřednictvím jednosměrného ventilu 13 propojen s vnějším atmosférickým prostředím. Jednosměrný ventil 13 je typu pneuventilu v uspořádání průchodnosti ve směru z vnitřního prostoru 7 vakuového dvojskla 5.

Meandroviíý absorbér 6 na obr. 2 je uchycen svými koleny 8, meandrovitě uspořádaných trubek 9 ve vybráních L5 uspořádaných na vnitřní straně 12 distančního rámu 11, vakuového dvojskla 5. Meandrovitý absorbér 6, je na vnější lícní straně opatřen tepelně vodivou deskou 16 s tepelně vodivou selektivní vrstvou 17.

Příklad provedení je uveden pouze pro pochopení a porozumění technickému řešení slunečních kolektorů. Nevyplývá z něho žádné omezení pro představu dalších nepopsaných a neznázoměných variant slunečních kolektorů, u nichž však základem vždy bude sluneční kolektor, vhodný zejména pro vnější oplášťování budov, vybavený zpravidla meandrovitým absorbérenm 6 s přídavnými teplosměnnými plochami, který je tvořen vnějším rámem 1 z dutého profilu 2, na jehož vnitřní straně 3 je uspořádán alespoň jeden průběžný lem 4 pro uložení vakuového dvojskla 5 s uvnitř uspořádaným meandrovitým absorbérem 6 přičemž vnitřní prostor 7 vakuového dvojskla 5, je prostřednictvím jednosměrného ventilu 13 propojen s vnějším atmosférickým prostředím.

Claims (9)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Sluneční kolektor, zejména pro vnější oplášťování budov, vybavený zpravidla meandrovitým absorbérem (6) s přídavnými teplosměnnými plochami, vyznačující se tím, že

40 je tvořen vnějším rámem (1) z dutého profilu (2), na jehož vnitřní straně (3) je uspořádán alespoň jeden průběžný lem (4) pro uložení vakuového dvojskla (5) s uvnitř uspořádaným meandrovitým absorbérem (6).

-2CZ 12950 Ul

2. Sluneční kolektor podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnější rám (1) je ve formě okenního profilu.

3. Sluneční kolektor podle nároku 1, vyznačující se tím, že meandrovitý abšorbér (6) je tvořen meandrovitě uspořádanými trubkami (9) opatřenými koleny (8).

4. Sluneční kolektor podle nároku 1, vyznačujícíse t í m, že meandrovitý abšorbér (6) je na vnější lícní straně opatřen tepelně selektivní vrstvou (17).

5. Sluneční kolektor podle nároků 1 a 3, vyznačující se tím, žek meandrovitě uspořádaným trubkám (9) je přiřazena tepelně vodivá deska (16) opatřená tepelně vodivou selektivní vrstvou (17).

6. Sluneční kolektor podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnitřní prostor (7) vakuového dvojskla (5) je prostřednictvím jednosměrného ventilu (13) propojen s vnějším atmosférickým prostředím.

7. Sluneční kolektor podle nároku 6, vyznačující se tím, že jednosměrný ventil (13) je typu pneuventilu v uspořádání průchodnosti ve směru z vnitřního prostoru (7) vakuového dvojskla (5).

8. Sluneční kolektor podle nároků 1 a 3, vyznačující se tím, že meandrovitý abšorbér (6) je uchycen svými koleny (8) trubek (9) ve vybráních (15) uspořádaných na vnitřní straně (12) distančního rámu (11) vakuového dvojskla (5).

9. Sluneční kolektor podle nároku 1, vyznačující se tím, že kvakuovému dvojsklu (5) je přiřazena přítlačná příložka (10) obvodově zasahující do vybrání (14) ve vnějším rámu (1).