CZ23713U1 - Tepelně akumulační modul se systémem kapilárních rohoží a sestava z těchto modulů - Google Patents

Description

Tepelně akumulační modul se systémem kapilárních rohoží a sestava z těchto modulů

Oblast techniky

Technické řešení se týká tepelně akumulačního modulu s omítkou s mikropeletami PCMs vybaveného kapilárními rohožemi pro aktivaci materiálů s fázovou změnou (PCMs).

Dosavadní stav techniky

V současné době se problematika přehřívání v letním období řeší instalací klimatizace.

Existuje i aplikace kapilárních rohoží, tedy sestavy paralelně vedle sebe uspořádaných kapilár, které po obou stranách ústí do příčného přívodního a vratného potrubí. Takováto rohož se umístí na stěnu a pak se mokrým procesem nanese omítka s malými tepelně akumulačními vlastnostmi.

io Kapilární rohože tohoto typu jsou známy např. ze spisů DE 10 2006 061995 AI, DE 10 2010 016353 AI, DE 10 2007 045389 AI nebo DE 10 2005 032559 AI. Jedná se o tenké plastové trubičky propojené s přívodem a odvodem kapaliny, která jimi proudí.

Alternativní řešení využívá plošného sálavého chlazení, které ale vyžaduje současnou výrobu chladu a neumožňuje akumulaci chladu/tepla v omítce.

Cílem technického řešení je představit tepelně akumulační modul, který by spojil výhody sálavého chlazení/vytápění a akumulačních vlastností PCMs rozptýlených v omítce.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky odstraňuje do značné míry tepelně akumulační modul s kapilárními rohožemi podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořen podkladní deskou, na níž je uspořádána deska z pěnového polystyrenu a na ní je rozložen kontaktní můstek a rohož z kapilárních trubiček, které ústí do přívodního a vratného potrubí umístěného jak podél homí hrany tak i podél spodní hrany modulu, přičemž na rohož je nanesena omítka obsahující mikropelety s PCMs.

Předmětem technického řešení je i sestava tepelně akumulačních modulů tvořená výše uvedený25 mi moduly, které jsou spojeny šroubovými spoji na přívodním a vratném potrubí při suché montáži.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení bude dále přiblíženo pomocí výkresů, na kterých obr. 1 představuje celkový pohled na tepelně akumulační modul podle technického řešení, obr. 2 je detailem spoje kapilár30 nich trubiček do rohože, obr. 3 je schematický řez tepelně akumulačním modulem podle technického řešení, obr. 4 je detailem řezu stěnou modulu z obr. 3, obr. 5 schematický půdorys místnosti s rozmístěnými moduly, obr. 6 je řezem z obr. 5 podle čáry B-B a obr. 7 je řezem z obr. 5 podle čáry A-A a představuje možné uspořádání akumulačních modulů na stěně.

Příklad provedení technického řešení

Na obr. 1 je celkový pohled na dvojici tepelně akumulačních modulů 1 tvořících sestavu 12. Z čelního pohledu je vidět, že tepelně akumulační modul 1 má jako základnu podkladní desku 2, na ní je uspořádána deska 6 z pěnového polystyrenu. Je dobře vidět rohož z kapilárních trubiček 5. Kapilární trubičky 5 ústí do přívodního a vratného potrubí 4. Je dobře vidět také omítka 9 s obsahem mikropelet s PCMs tvořící povrch tepelně akumulačního modulu 1. Přívodní a vratné potrubí 4 je jak podél homí hrany, jak je znázorněno, ale i podél spodní hrany, což vidět není.

-1 CZ 23713 Ul

Na obr. 2 je potom v detailu vidět napojení kapilárních trubiček 5 do přívodního a vratného potrubí 4. Je vidět, že jeden modul I obsahuje dva rozebíratelné šroubové spoje 10, kterými se propojují rohože 11 z kapilárních trubiček 5. Spojení šroubovými spoji 10 na přívodním a vratném potrubí 4 umožní spojovat moduly do sestav 12 při suché montáži, což je velká výhoda řešení.

Z obr. 3 je schematický řez tepelně akumulačním modulem 1 a je z něj zřejmé, že tepelně akumulační modul I je tvořen podkladní deskou 7, na ní je uspořádána deska 6 z pěnového polystyrenu a na ní je rozložen kontaktní můstek 8, což je v podstatě pojící vrstva a na takto ošetřený podklad se položí rohož 11 z kapilárních trubiček 5. Nad rohož JT se nanese omítka 9 s obsahem mikropelet s PCMs. To je ještě lépe vidět v detailu na obr. 4.

Na obr. 5 je schematický půdorys místnosti s rozmístěnými sestavami 12 modulů 1 podle technického řešení. V představeném příkladu jsou rozmístěny moduly 1 po délce místnosti a to na obou protilehlých stěnách. Moduly 1 jsou i na stropě. Je vidět í umístění rozdělovače a sběrače 2 pro jednotlivé chladicí okruhy.

Obr. 6 je řezem z obr. 5 podle čáry B-B a obr. 7 je řezem z obr. 5 podle čáry A-A. Opět je vidět umístění rozdělovače a sběrače 2, který sestává z trubky přivádějící vodu a trubky vodu odvádějící a obě trubky ústí do chladící/ohřívací jednotky 3, která pracuje jako chladicí či naopak ohřevná jednotka, podle toho, jak chceme místnost temperovat. Je vidět, že moduly 1 jsou montovány do sestav 12 po Čtyřech nebo po dvou s tím, že pokud je strop zešikmen, i moduly mají odpovídající zmenšenou výšku.

Jedná se o moduly 1, nebo z nich např. po dvojicích provedené sestavy, určené pro pasivní chlazení v letním období a nízkoteplotní vytápění v zimním období, pro systémy suché montáže s využitím akumulace skupenského tepla. Modulový prvek sestává z podkladní desky 7, desky 6 z pěnového polystyrenu, rohože JT z kapilárních trubiček 5 a tepelně akumulační sádrové omítky 9 s 30% podílem mikropelet s materiálem se změnou skupenství (PCMs). Sestavu 12 z modulových prvků i lze jednoduše vytvořit pomocí šroubových spojů 10 navařených na rozvodných trubkách přívodního a vratného potrubí 4 kapilárních rohoží 14. Voda rohoží J_L protéká jedním směrem.

Tepelně akumulační modul I využívá akumulace tepla/chladu při změně skupenství materiálu PCMs (Phase Change Materials) zapouzdřeného v mikrokapšlích. Modul 1 sestává z podkladní desky 7, na které je nalepena deska 6 z pěnového polystyrenu. Na desce 6 je osazena kapilární rohož J4 z polypropylenu, která je zalita sádrovou omítkou 9 s 30% hmotnostním podílem míkropelet s PCMs. Po horní a spodní straně modulu i jsou umístěny rozvodné trubky přívodního a vratného potrubí 4 z polypropylenu. Na koncích rozvodných přívodního a vratného potrubí 4 jsou navařeny šroubové spoje 1Ό pro sériové připojení dalších modulů sestávajících z jednoho nebo více modulů 1. Nadbytečné teplo v interiéru, generové vnitřními zisky a zisky ze slunečního záření, jev denních hodinách akumulováno do tepelně akumulační vrstvy sádrové omítky 9 s 30% podílem mikropelet s PCMs. Vzhledem k tomu, aby byla zajištěna dokonalá regenerace akumulačního média (vybití naakumulované energie) v nočních hodinách, je v tepelně akumulační omítce 9 umístěna kapilární rohož JT. Kapilární rohože 11 jsou trvale naplněny vodou. Tím dochází k zvýšení tepelně akumulační kapacity pri akumulaci citelného tepla vodou. V nočních a mimošpičkových hodinách proudí v kapilární rohoži JT chladicí voda, která umožňuje odvod naakumulované energie. Šroubové spoje 10 na rozvodných trubkách přívodního a vratného potrubí 4 umožňují snadné připojení dalších modulů do jednotlivých rozvodných okruhů. Trubka přívodního a vratného potrubí 4 je pak zaústěna do rozváděče a sběrače 2. Do rozváděče 2 je připojeno výstupní potrubí z chladíc í/ohřívací jednotky 3 vzduch-voda, kde je připravována chladicí voda v době mimo špičkového tarifu elektřiny. Výstup ze sběrače 2 je napojen na vratné potrubí do zdroje chladu. Systém je regulován pomocí čidel umístěných v jímkách na výstupním a vratném potrubí. Další regulace je možná podle teploty interiéru místnosti, která nesmí klesnout pod požadovanou mez. V případě, kdy noční teploty v místnosti jsou pod teplotou krystalizace PCMs, je možné uvažovat se samovolným uvolňováním tepla z omítky 9. Tím dochází k sálavému vytápění místnosti a dalším úsporám energie. Výhodou systému je, že se využívá vrat-2CZ 23713 Ul ných skupenských změn PCMs pro akumulaci tepla. Na rozdíl od známých systémů kapilárního vytápění, umožňuje sestava z tepelně akumulačních modulů suchou montáž díky navařeným šroubovým spojům 10. Podkladní desky 7, 6 s integrovanými rohožemi 11 a akumulační omítkou 9 lze jednoduše kotvit k podkladu pomocí šroubů. Na obrázcích je uvedeno schéma modulů _1_ s kapilárními rohožemi JJ. a omítkou 9 v sériovém zapojení spolu se zdrojem chladu, což je chladicí/ohřívací jednotka 3.

V zimním období lze systém využít jako kapilární vytápění, kdy se zdroj chladu tedy chladicí/ohřívací jednotka 3 nahradí ohřívačem vstupní vody. Sestava modulů pak vytváří sálavé vytápění.

io Systém využívá komerčně vyráběných kapilárních rohoží 11, které jsou umístěny v sádrové omítce 9 s 30% podílem PCMs. Oproti standardním řešením modulové prvky umožňují suchou montáž a mají zvýšené tepelně akumulační vlastnosti.

Předložené řešení řeší problematiku využití pasivních solárních zisků v místnostech a zároveň zabraňuje přehřívání místností v letním období. Výhodou systému je, že umožňuje odvod na15 akumulované energie z tepelně akumulační omítky v letním období v případě, kdy není možné nebo žádoucí její uvolnění do interiéru místností.

Výhoda spočívá v rychlosti montáže na stavbě a v eliminaci mokrého procesu. Další výhodou je možnost využít mimošpičkové elektrické energie pro výrobu chladu nebo tepla.

Průmyslová využitelnost

Tepelně akumulační moduly obsahující akumulační omítku s kapilárními rohožemi lze využít u všech typů staveb.

Claims (2)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Tepelně akumulační modul, vyznačující se tím, že je tvořen podkladní deskou (7), na níž je uspořádána deska (6) z pěnového polystyrenu a na ní je rozložen kontaktní můstek

   25 (8) a rohož (11) z kapilárních trubiček (5), které ústí do přívodního a vratného potrubí (4) umístěného j ak podél homí hrany tak í podél spodní hrany modulu (1), přičemž na rohož (11) j e nanesena omítka (9) obsahující mikropelety z PCMs.
2. 2. Sestava tepelně akumulačních modulů, vyznačuj* ící se tím, že je tvořena moduly (1) podle nároku 1, které jsou spojeny šroubovými spoji (10) na přívodním a vratném po30 trubí (4) pri suché montáži.