CZ284185B6

CZ284185B6 - Solar window

Info

Publication number: CZ284185B6
Application number: CZ943069A
Authority: CZ
Inventors: Vladimír Ing. Csc. Jirka; Miroslav Rndr. Csc. Malý
Original assignee: Vladimír Ing. Csc. Jirka; Miroslav Rndr. Csc. Malý
Priority date: 1994-12-06
Filing date: 1994-12-06
Publication date: 1998-09-16
Also published as: CZ306994A3

Abstract

The solar shutter window is composed of fixed raster lenses (1) and an inner movable frame with built-in absorbers of concentrated sunlight (3), lying in a base position in their focal points. The absorbers (3) of concentrated radiation are firmly fixed to the inner frame (2), arranged movably on a level parallel to the raster lenses (1).<IMAGE>

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká solárního okna, které slouží k získávání tepelné energie.The invention relates to a solar window which is used to obtain thermal energy.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Dosud se k zastínění oken používá výhradně pasivních prvků (markýzy, okenice, žaluzie), které bud odrážejí, nebo pohlcují dopadající záření, ale nedovolují separovat přímé sluneční záření od difusního. Navíc nelze využít energii stíněním zadrženého záření.So far, only passive elements (awnings, shutters, blinds) are used to shade the windows, which either reflect or absorb the incident radiation but do not allow the separation of direct solar radiation from diffuse radiation. In addition, energy cannot be utilized by shielding retained radiation.

V následujících patentových spisech jsou popisována řešení podobné problematiky:The following patents describe solutions to a similar problem:

US 4198953 se týká optické soustavy skleníku, která koncentruje přímou složku slunečního záření. Nevýhodně je potlačena difusní složka a v případě využití pro účely skleníku je nutno při oblačném počasí jeho prostor uměle osvětlovat. Další nevýhoda spočívá v obtížném sledování dráhy Slunce pomocí tohoto zařízení, protože vyžaduje přesouvání hmot o velikosti řádově tun při několika m² plochy skleníku.US 4198953 relates to a greenhouse optical system that concentrates a direct component of solar radiation. The diffuse component is disadvantageously suppressed and in case of use for the purpose of a greenhouse it is necessary to artificially illuminate its space in cloudy weather. Another disadvantage lies in the difficulty of tracking the orbit of the Sun through this device, since it requires shifting of masses of the order of several tons over several m ² of greenhouse area.

US 414931 popisuje žaluzii v kombinaci s prosklením a ovládající osvětlení prostoru vytápěného přebytečnou energií zachycenou v akumulační nádrži po její absorpci žaluzií. Toto zařízení nedovoluje řídit rozdílné využití přímé a difusní složky slunečního záření na akumulaci energie a na osvětlení, protože obě složky záření neodděluje.US 414931 discloses a blind in combination with glazing and controlling the illumination of a space heated by excess energy trapped in an accumulation tank after its absorption by the blinds. This device does not allow to control the different uses of direct and diffuse solar radiation components for energy storage and illumination, since it does not separate the two radiation components.

DE 4134955 je holografické zařízení umožňující koncentraci přímé složky slunečního záření. Vzhledem k velmi jemné struktuře je zhotovitelné pouze z plastických hmot a tak nesplňuje podmínky dlouhodobé trvanlivosti, řádově 20 let. Záření, které propouští do prostoru není aktivně využito.DE 4134955 is a holographic device enabling the concentration of a direct component of solar radiation. Due to its very fine structure, it can only be made of plastics and thus does not meet the conditions of long-term durability, of the order of 20 years. The radiation that transmits into space is not actively used.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedené nevýhody odstraňuje solární okno dle vynálezu, jehož řešení spočívá v tom, že solární okno sestává ze skleněných rastrových čoček pevně umístěných před absorbéry koncentrovaného záření, které leží v základní poloze v jejich ohniscích. Absorbéry koncentrovaného záření jsou pevně umístěny na vnitřním rámu, který se pohybuje v rovině rovnoběžné vůči rastrovým čočkám. Rastrová čočka vytváří obraz Slunce podobně jako válcová čočka s tím rozdílem, že její hmotnost je vlivem menšího objemu mnohonásobně menší a je možno ji hromadně vyrábět. Vnitřní rám umožňuje svým pohybem sledovat obraz slunce vytvořený rastrovou čočkou.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the solar window according to the invention, which solution consists in that the solar window consists of glass raster lenses fixed in front of the absorbers of concentrated radiation, which lie in their basic position in their focal points. The concentrated radiation absorbers are fixedly positioned on an inner frame that moves in a plane parallel to the raster lenses. A raster lens produces the image of the Sun similar to a cylindrical lens except that its mass is many times smaller due to its smaller volume and can be mass produced. The inner frame allows you to follow the image of the sun created by the raster lens.

Výhodou solárního okna dle vynálezu je možnost osvětlit prostor výhradně difusní složkou slunečního záření a energii přímé složky slunečního záření pohlcenou absorbérem odvést z osvětlovacího prostoru a jako užitečnou energii ji využít např. k ohřevu užitkové vody.The advantage of the solar window according to the invention is that it is possible to illuminate the space exclusively by the diffuse component of solar radiation and to remove the energy of the direct solar component absorbed by the absorber from the lighting space and use it as useful energy, for example.

Přehled vyobrazeníOverview of illustrations

Technické řešení podle vynálezu je axonometricky zobrazeno na obrázku.The technical solution according to the invention is shown axonometrically in the figure.

Přiklad provedení vynálezuAn example of an embodiment of the invention

Solární okno dle vynálezu sestává z pevně umístěných rastrových čoček 1 a vnitřního rámu 2 s pevně umístěnými absorbéry 3 koncentrovaného záření. Vnitřní rám 2 je umístěn v ohniskové rovině rastrových čoček 1. Absorbéry 3 koncentrovaného záření mají tvar dutých profilů. Pohyb vnitřního rámu 2 je zajišťován naváděcí a řídicí elektronikou. Solární okno dle vynálezu reguluje pohybem vnitřního rámu 2 s absorbéry 3 koncentrovaného záření množství propouštěného přímého záření dopadajícího na rastrové čočky. Pokud je vnitřní rám 2 s absorbéry 3 koncentrovaného záření nastaven tak, že obraz slunce vytvořený rastrovými čočkami 1 je zobrazen na absorbérech 3 koncentrovaného záření, je prostor pod solárním oknem osvětlen výhradně difusní složkou slunečního záření. Přímá složka slunečního záření je pohlcena absorbéry 3 koncentrovaného záření a přeměněna na teplo odvedené jako užitečná energie z prostoru. Vzhledem k tomu je prostor pod solárním oknem osvětlen pouze difusní složkou slunečního záření bez kontrastních stínů a nepřehřívá se. Pokud je požadováno zvýšení teploty prostoru pod oknem, lze posunout absorbéry 3 koncentrovaného záření mimo ohnisko rastrových čoček 1 a do prostoru projde přímá i difusní složka slunečního záření. Řešení podle vynálezu spojuje přímé i nepřímé vytápění prostoru.The solar window according to the invention consists of fixedly positioned raster lenses 1 and an inner frame 2 with fixedly located absorbers 3 of concentrated radiation. The inner frame 2 is located in the focal plane of the raster lenses 1. The concentrated radiation absorbers 3 have the shape of hollow profiles. The movement of the inner frame 2 is provided by guidance and control electronics. The solar window according to the invention regulates by the movement of the inner frame 2 with the concentrated radiation absorbers 3 the amount of direct radiation transmitted to the raster lenses. If the inner frame 2 with the concentrated radiation absorbers 3 is adjusted so that the image of the sun created by the raster lenses 1 is displayed on the concentrated radiation absorbers 3, the space under the solar window is illuminated solely by the diffuse component of the solar radiation. The direct component of solar radiation is absorbed by the absorbers 3 of the concentrated radiation and converted into heat dissipated as useful energy from space. Because of this, the space under the solar window is illuminated only by the diffuse component of sunlight without contrast shadows and does not overheat. If it is desired to increase the temperature of the space below the window, the absorbers 3 of the concentrated radiation can be moved away from the focus of the raster lenses 1 and both the direct and diffuse components of the solar radiation pass into the space. The solution according to the invention combines both direct and indirect space heating.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Solární okno dle vynálezu lze využít na střešní vestavby, obytná podkroví, zimní zahrady, skleníky, ateliéry, dílny s přibližně jižní orientací.The solar window according to the invention can be used for roof constructions, residential attics, conservatories, greenhouses, studios, workshops with approximately south orientation.

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS

Claims

A solar window comprising raster fixed lenses in front of concentrated radiation absorbers located in their home position in their foci, characterized in that the absorbers (3) are fixed on an inner frame (2) arranged movably in a plane parallel to the raster lenses (1).