CZ2012758A3 - Solární větrací a temperovací okno - Google Patents

Abstract

Solární větrací a temperovací okno (1) se skládá z rámu (2) nebo z rámu (2) a nejméně jednoho křídla (3), z okenní výplně (5) upevněného v rámu (2) nebo křídle (3) pomocí zasklívacích lišt (4), ventilátoru (11), ochranného filtru (27) sacího otvoru (13, 14, 15), ochranného filtru (26) výfukového otvoru (16) a regulátoru (28) v tepelně izolační stěně (6). Okenní výplň (5) je tvořena tepelně izolační stěnou (6), předehřívací komorou (7), tepelně absorpční komorou (8), fotovoltaickým článkem (9) a světlo propustnou deskou (10). V tepelně izolační stěně (6) nebo na boku okenní výplně (5) nebo v tepelně izolační stěně (6) i na boku okenní výplně (5) je nejméně jeden sací otvor (13, 14, 15). V tepelně izolační stěně (6) je dále nejméně jeden výfukový otvor (16) ústící do interiéru. Tepelně absorpční komora (8) je opatřena absorpční stěnou (12) s nejméně jedním přepouštěcím otvorem (17) a nejméně jedním dalším otvorem (18).

Description

(3) pomocí zasklívacích lišt (4), ventilátoru (11), ochranného filtru (27) sacího otvoru (13, 14, 15), ochranného filtru (26) výfukového otvoru (16) a regulátoru (28) v tepelně izolaění stěně (6). Okenní výplň (5) je tvořena tepelně izolační stěnou (6), předehřívací komorou (7), tepelně absorpční komorou (8), fotovoltaickým článkem (9) a světlo propustnou deskou (10). V tepelně izolační stěně (6) nebo na boku okenní výplně (5) nebo v tepelně izolační stěně (6) i na boku okenní výplně (5) je nejméně jeden sací otvor (13, 14, 15). V tepelně izolační stěně (6) je dále nejméně jeden výfukový otvor (16) ústící do interiéru. Tepelně absorpční komora (8) je opatřena absorpční stěnou (12) s nejméně jedním přepouštěcím otvorem (17) a nejméně jedním dalším otvorem (18).

Solární větrací a temperovací okno

Oblast techniky

Vynález se týká větrání a temperování místností pomocí solárního ohřevu vzduchu.

Dosavadní stav techniky

U starších provedení oken a jiných otvorových výplní jsou nízké izolační vlastnosti a netěsnosti a u nových oken naopak jejich přílišná těsnost. V prvním případě je vytápění místností energeticky náročné vlivem neřízených tepelných ztrát, ve druhém případě nároky na energii jsou nižší, avšak je dokonale zamezen únik tepla i vzduchu. Místnosti jsou nevětrané, vznikají plísně, pachy a jiné negativní důsledky. Největším problémem u nových oken je přílišná kondenzace vodních par v místnostech a nedostatečné větrání.

Ventilace se provádí zejména otevíráním křídel oken a tvorbou průvanu, což však lze zajistit jen přítomností osob. Dále se větrání řeší štěrbinově nebo strojně. Jsou známa okna s mikroventilací vznikající nepatrným otevřením křídla zajištěného kováním proti násilnému otevření, čímž dochází k tzv. štěrbinovému větrání a proudění vzduchu do místnosti. Nevýhodou štěrbinového větrání je, že množství přiváděného vzduchuje minimální a zcela nedostatečné pro větrání místnosti. Další nevýhodou mikroventilace je, že vzduch proudící do místnosti se neohřívá. Při strojním větrání jsou větrací systémy integrovány k hliníkovým nebo plastovým oknům a montují se do ostění nad okenní rám. Z interiéru je nasáván vzduch do rekuperátoru a současně je z exteriéru nasáván čerstvý vzduch a přiváděn rovněž do rekuperátoru, kde vzduch odváděný zevnitř ohřívá vzduch přiváděný zvenčí do interiéru. Ven odchází vzduch ochlazený tímto procesem. Systém je řízen motoricky a vyžaduje napojení na elektrickou síť. Nevýhodou strojního větrání je nutnost napájení elektrickou energií ze sítě, čímž systém není beznákladový. Podstatnou nevýhodou dále je, že strojní větrání se umísťuje nad okenní rám a tím je nelze použít u stávajících oken.

V dalším řešení dle WO/2000/014^72 je venkovní vzduch nasáván do výměníku tepla, ve kterém teplá voda výměníku předá část tepla vzduchu proudícího dutými profily rámu a křídla do místnosti bez použití ventilátoru. Větrání je zcela nedostatečné z důvodu velmi malých průřezů dutých profilů.

Rovněž je známo řešení dle CN201902143, kde okenní otvor je opatřen závěsem pro regulaci světla a předávání tepla je jpouze konvekcí bez využití elektrické energie. Nedostatkem tohoto řešení je malá účinnost zařízení.

Také jsou známy solární větrací panely s temperací přiváděného vzduchu, které se připevňuj) na obvodové zdi staveb nebo na střechy. Toto řešení je předmětem dokumentu WO03048555. Tyto solární větrací panely dodávají vzduch do místnosti průchozími otvory o průměru větším než 100 mm v obvodových zdech nebo ve střechách. Nevýhodou těchto řešení je narušení střešních konstrukcí nebo obvodových stěn, tvorba tepelných mostů, energetická ztráta způsobená nízkými teplotami zdí nebo střech, zhoršení architektonického tvaru vysazením panelů před konstrukce objektů a větší zatížení objektů sněhem.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nevýhody odstraňuje solární větrací a temperovací okno skládající se z rámu nebo z rámu a nejméně jednoho křídla, z okenní výplně upevněné v rámu nebo křídle pomocí zasklívacích lišt, ventilátoru, ochranného filtru sacích otvorů, ochranného filtru výfu kového otvoru a regulátoru v tepelně izolační stěně podle tohoto vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že okenní výplň je tvořena tepelně izolační stěnou, předehřívací komorou, tepelně absorpční komorou, dále fotovoltaickým článkem a světlo propustnou deskou. V tepelně izolační stěně nebo na boku okenní výplně nebo v tepelně izolační stěně i na boku okenní výplně je nejméně jeden sací otvor a dále je v tepelně izolační stěně nejméně jeden výfukový otvor ústící do interiéru.

Výhodné provedení tepelně absorpční komory spočívá v tom, že je opatřena absorpční stěnou s nejméně jedním přepouštěcím a nejméně jedním dalším otvorem. Z hlediska regulace větrání je výhodné, jsou-li sací otvory umístěny na boční straně okenní výplně, která je na straně okenní kliky křídla. Dále je z hlediska regulace větrání nebo ohřevu výhodné provedení, je-li nejméně jeden ze sacích otvorů a výfukový otvor opatřen uzávěrem s plynulou změnou uzavírání. Pro zachování průhlednosti jako jedné ze základních funkcí okna je výhodné, jestliže má solární větrací a temperovací okno nejméně jedno křídlo osazené okenní výplní a nejméně jedno křídlo je osazeno izolačním sklem. Z důvodu průhlednosti okna je rovněž výhodné, když alespoň jedno křídlo je dělené nejméně jedním okenním sloupkem na nejméně dvě části, přičemž v jedné takto vytvořené části je použita okenní výplň a v druhé či dalších částech je použito izolační sklo. Z hlediska dosažení vysoké účinnosti tepelné a zvukové izolační funkce je rovněž výhodné, je-li tepelně izolační stěna ze sendvičové desky.

Solární větrací a temperovací okno podle vynálezu dosahuje velké účinnosti větrání a umožňuje výměnu vzduchu v místnosti vícekrát za hodinu, přičemž při intenzivním slunečním záření dochází ke značnému ohřátí přiváděného větracího vzduchu. Další výhodou řešení podle vynálezu je, že není třeba instalace ventilačních a temperačních panelů na zdi nebo střechy objektů, ale lze umístit větrací a temperovací jednotku přímo do většiny stávajících oken bez zásahu do obvodového zdivá vytvářením velkých otvorů, čímž je zachován i architektonický vzhled objektu. Rovněž nedochází k narušení obvodových stěn nebo střech, k tvorbě tepelných mostů a k energetickým ztrátám vlivem nízkých teplot zdí nebo střech. Tepelné ztráty celé jednotky jsou nízké, neboť je umístěna na tepelně izolační desce s velmi nízkým součinitelem prostupu tepla a je ohřívána vzduchem z interiéru místnosti. Podstatnou výhodou řešení podle vynálezu dále je, že není třeba napájení elektrickou energií ze sítě a provoz je beZJřjnákladový. Solární větrací a temperovací okno pracuje s nulovými provozními náklady, neXboť elektrická energie potřebná na pohon ventilátoru je vyráběna pomocí fotovoltaického článku. Další velkou výhodou je, že okenní křídlo lze směrem do místnosti otevřít, což umožňuje jak snadný přístup k sacím otvorům, tak i regulaci větrání.

Přehled obrázků na výkresech

Na připojených výkresech blíže znázorňujících příklad provedení vynálezu je na obr. 1 pohled z exteriéru na solární a temperovací okno s rámem a jedním křídlem. Na obr. 2 je ve zvětšeném měřítku svislý řez solárním větracím a temperovacím oknem s rámem a jedním křídlem. Na obr. 3 je pohled z interiéru na solární a temperovací okno s rámem a jedním křídlem. Obr. 4 znázorňuje bokorys okenní výplně ze strany okenní kliky. Na obr. 5 je dvoukřídlové solární větrací a temperovací okno a na obr. 6 je křídlo solárního větracího a temperovacího okna rozdělené okenním sloupkem na část s okenní výplní a část zasklenou izolačním sklem.

Přiklaď provedení vynálezu

Solární větrací a temperovací okno 1 (obr. 1) sestává z rámu 2, jednoho křídla 3 a okenní výplně 5, jejíž součástí je tepelně izolační stěna 6, fotovoltaický článek 9 a skleněná světlo propustná deska 10. Okenní výplň 5 (obr. 2) upevněná v křídle 3 pomocí zasklívacích lišt 4 je dále tvořena předehřívací komorou 7, tepelně absorpční komorou 8 a ventilátorem ll.Tepelně absorpční komoru 8 vytváří prostor mezi černou absorpční stěnou 12 a skleněnou světlo propustnou deskou 10 a fotovoltaickým článkem 9. Černá absorpční stěna 12 má přepouštěcí otvory 17 a otvor 18 ústící k ventilátoru 11. V tepelně izolační stěně 6 tvořené sendvičovou deskou je sací otvor 13 s ochranným filtrem 27 a výfukový otvor 16 s ochranným filtrem 26 ústící do interiéru. Solární větrací a temperovací okno 1 má uzávěr 19 s plynulou změnou uzavírání sacího otvoru 13 a uzávěr 22 s plynulou změnou uzavírání výlukového otvoru 16 (obr. 3). Na vnitřní straně okenní výplně 5 je upevněn regulátor 28. Sací otvory 14.15 na boku okenní výplně 5 (obr. 4) jsou provedeny na straně okenní kliky 23 pro snadný přístup k sacím otvorům 14.15 při minimálním otevření křídla 3. Dvoukřídlové solární větrací a temperovací okno 1 umožňující klasickou funkci okna sestává ze dvou křídel 3, přičemž jedno křídlo 3 je osazeno okenní výplní 5 a fotovoltaickým článkem 9 a druhé křídlo 3 ie osazeno izolačním sklem 24 (obr. 5). Solární větrací a temperovací okno 1 dle obrázku 6 má jedno křídlo 3, které je rozděleno okenním sloupkem 25 na dvě části, přičemž v jedné části křídla 3 je izolační sklo 24, např. dvojsklo nebo trojsklo a v druhé části křídla 3 je okenní výplň 5.

Elektrický proud z fotovoltaického článku 9 pohání ventilátor 11. který nasává vnitřní vzduch sacím otvorem 13 nebo venkovní vzduch sacími otvory 14.15. Nasátý vzduch proudí do předehřívací komory 7, kde dojde k jeho mírnému ohřátí a dále postupuje do tepelně absorpční komory 8, ve které dojde k jeho značnému ohřátí. Při intenzivním slunečním záření se vzduch ohřeje až o 40 °C. Ohřátý vzduch dále prochází otvorem 18, ventilátorem 11 a výfukovým otvorem 16 do místnosti. Vzduch do solárního větracího a temperovací okna X lze nasávat třemi způsoby. Pro pouhé temperování vzduchu v místnosti se použije sací otvor 13. Pro maximální větrání a maximální temperaci je nasávání sacím otvorem 14 a pro maximální větrání a zároveň minimální temperaci nebo chlazení se použije sací otvor 15. Zvolená funkce se nastaví pomocí uzávěrů 19. 20. 21 a 22 s plynulou změnou uzavírání, kterými se uzavírají sací otvory 13, 14.15 a výfukový otvor 16. Použitím běžně dostupného regulátoru 28 a čidla umístěného v tepelně absorpční komoře 8 se zajistí vypnutí ventilátoru 11 jak při dosažení maximální nastavené teploty v místnosti, tak i při poklesu teploty vzduchu v tepelné absorpční komoře pod nastavenou mez teploty vzduchu dodávaného do místnosti výfukovým otvorem 16.

Solární větrací a temperovací okno 1 lze s výhodou používat v místnostech s běžnými okny. Solární větrací a temperovací okno 1 lze použít i v místnostech, kde jiná okna nejsou. V tomto případě je výhodné dvoukřídlové solární větrací a temperovací okno nebo jednokřídlové solární větrací a temperovací okno rozdělené okenním sloupkem 25 na část s okenní výplní 5 a část zasklenou izolačním sklem 24.

Průmyslová využitelnost

Řešení podle vynálezu lze rovněž využít zejména u dveří, dále fasád průmyslových objektů, zimních zahrad a u oken a dveří pro větrání a temperaci místností chalup a rekreačních objektů, kluboven, karavanů, zahradních domků, sklepních prostor, chodeb, skladovacích prostor, a to i v oblastech bez elektrifikace.

Patentové nároky

Claims (8)

1. Solární větrací a temperovací okno (1) skládající se z rámu (2) nebo z rámu (2) a nejméně jednoho křídla (3), z okenní výplně (5) upevněné v rámu (2) nebo křídle (3) pomocí zasklívacích lišt (4), ventilátoru (11), ochranného filtru (27) sacího otvoru (13, 14, 15), ochranného filtru (26) výfukového otvoru (16) a regulátoru (28) v tepelně izolační stěně (6) v y z n a č u j í c í se t í m, že okenní výplň (5) je tvořena tepelně izolační stěnou (6), předehřívací komorou (7), tepelně absorpční komorou (8), fotovoltaickým článkem (9), světlo propustnou deskou (10), přičemž v tepelně izolační stěně (6) nebo na boku okenní výplně (5) a nebo v tepelně izolační stěně (6) i na boku okenní výplně (5) je nejméně jeden sací otvor (13, 14, 15) a v tepelně izolační stěně (6) je nejméně jeden výfukový otvor (16) ústící do interiéru.

2. Solární větrací a temperovací okno (1) podle nároku 1 vyznačující se t í m, že tepelně absorpční komora (8) je opatřena absorpční stěnou (12) s nejméně jedním přepouštěcím otvorem (17) a nejméně jedním dalším otvorem (18).

3. Solární větrací a temperovací okno (1) podle nároku ^vyznačující se t í m, že sací otvory (14,15) jsou umístěny na boku okenní výplně (5) na straně okenní kliky (23) křídla (3).

4. Solární větrací a temperovací okno (1) podle nároku 1 .vyznačující se t í m, že nejméně jeden ze sacích otvorů (13, 14 a 15) je opatřen uzávěrem (19, 20,21).

5. Solární větrací a temperovací okno (1) podle nároku Iv y z n a č u j í c i se t í m, že výfukový otvor (16) má uzávěr (22).

6. Solární větrací a temperovací okno (1) podle nároku 1 v y z n a č u j í c í se t í m, že nejméně jedno křídlo (3) je osazeno okenní výplní (5) a nejméně jedno další křídlo (3) je osazeno izolačním sklem (24).

7. Solární větrací a temperovací okno (1) podle nároku ^vyznačující se t í m, že nejméně jedno křídlo (3) je dělené nejméně jedním okenním sloupkem (25) na nejméně dvě části, přičemž v jedné části je okenní výplň (5) a v druhé či dalších částech je izolační sklo (24).

8. Solární větrací a temperovací okno (1) podle nároku ^vyznačující se t í m, že tepelně izolační stěna (6) je tvořena sendvičovou deskou.

L- pri

Obr. 1