DK154447B - Anordning ved et vindue for at bibringe den inderste rude en komfortabel fladetemperatur - Google Patents

Description

DK 154447 B

Opfindelsen angår en anordning ved et vindue og af den i indledningen til krav 1 nævnte art.

Komfortkriteriet for et opvarmet rum er den såkaldte 5 retningsgivende driftstemperatur. Dennes værdi bestemmes af strålingsklimaet og lufttemperaturen i et antal referencepunkter i rummet. Strålingsklimaet påvirkes negativt af rumflader, som er kolde p.g.a. transmissionstab, især vinduer, da sådanne flader får en temperatur, som 10 er lavere end rummets ønskede temperatur. Ved hjælp af et arrangement med et eller flere hermetisk lukkede mellemrum, dvs. en eller flere såkaldte termoruder, har man kunnet øge den indre rudes temperatur noget i forhold til konventionelle, koblede tolagsvinduer. Den indre ru-15 des temperatur vil dog være relativ lav og vil have en afkølende virkning, hvis der kun foretages sådanne passive forholdsregler.

Der opnås et bedre resultat, hvis mellemrummet mellem de 20 inderste ruder gennemstrømmes af opvarmet luft, hensigtsmæssigt tilgangsluft eller afgangsluft. På grund af varmetabene udadtil skal der anvendes en høj lufthastighed, for at den strømmende lufts temperatur og dermed den inderste rudes temperatur ikke skal falde under rum-25 temperaturen på udløbssiden. Varmetabene og vanskelighederne med at tilvejebringe tilstrækkelige strømningshastigheder i det begrænsede mellemrum, som er til rådighed ved et vindue, som ydermere skal være åbneligt og have koblede karme for at muliggøre rengøring af ruderne, der 30 bestryges af luften, har medført, at løsninger af denne art ikke er helt realistiske.

En løsning på problemet med vanskelighederne med at holde den indre rudes temperatur tilstrækkeligt høj er 35 2

DK 154447 B

imidlertid yderst ønskelig, eftersom udførte forsøg har vist, at rumtemperaturen kan sænkes en eller to grader under bevarelse af komforten, hvis vinduets kolde stråling helt kan elimineres, ved at den indre rudes tempe-5 ratur bliver den samme som rumtemperaturen eller noget højere. I sidstnævnte tilfælde er den kuldestrålende indre rude blevet til en varmeafgiver. Derved kan øvrige varmeafgivere i rummet reduceres eller elimineres.

10 Et varmeafgivende vindue af en lignende art kendes fra CH-A-420 542, som beskriver et varmeafgivende legeme omfattende varmeafgivende vinduesruder, der danner et lukket mellemrum, i hvilket luften opvarmes af et varmeor-gan og cirkuleres ved naturlig konvektion omkring en 15 midterrude. Den nødvendige varmestråling opnås imidlertid ved en temperaturforskel på ca. 80 °C mellem den opvarmede luft og luften, der skal opvarmes ved vinduets nedre parti. Dette indebærer, at temperaturen for den indre rudes nedre parti vil være ca. 90 °C, hvis luften, 20 der skal opvarmes, er ca. 10 °C, hvilket ligger langt fra den passende fladetemperatur set ud fra et komfortsynspunkt som omtalt i det foregående.

En løsning på dette problem er opnået ved den forelig-25 gende opfindelse, som angår en anordning af den indledningsnævnte art, der er ejendommelig ved det i patentkravene angivne. Temperaturforløbet for cirkulationsluften omkring midterruden, den indre rudes fladetemperatur samt de totale transmissionstab bestemmes af en række 30 parametre. Blandt disse kan nævnes vinduets oprindelige K-værdi, dobbeltspaltens interne strålingsegenskaber, varmetransmissionsmodstanden, luftomsætningen og luftens indløbstemperatur. Ved at luften (helt eller delvis), efter at den har passeret den inderste luftspalte, ledes 35 3

DK 154447 B

gennem den luftspalte, som ligger nærmest den inderste spalte, kan der opretholdes en højere temperatur på den rude, som ligger mellem de to spalter, end det er muligt, hvis luften udelukkende skulle ledes gennem den 5 inderste spalte (tilfældet med enkelt spalte). Det indebærer, at luften, når den passerer gennem den inderste spalte, ikke afkøles lige så kraftigt som i tilfældet med enkelt spalte. Derved kan luftstrømningen reduceres, alternativt kan indløbstemperaturen sænkes, samtidig med 10 at den inderste rudes temperatur holdes på samme niveau som i tilfældet med enkelt spalte.

Ved en udetemperatur på f.eks. -20 °C og en ønsket rumtemperatur på f.eks. 20 °C behøver lufttemperaturen ved / 15 indløbet til det i det væsentlige lukkede mellemrum blot at være ca. 23 °C for at falde til ca. 20 °C efter passagen af midterrudens indre side. Efter passage af midterrudens yderside, dvs. ved mellemrummets udløb, er lufttemperaturen faldet til ca. 11 °C. For at opvarme 20 luften til 23 °C igen, f.eks. med varmt vand i en effektiv varmeveksler, skal temperaturen af vandet til varmeveksleren i det ideale tilfælde kun være ca. 23,5 eC, og vandtemperaturen ud fra varmeveksleren er i det ideale tilfælde f.eks. 11,5 °C, dvs. returvandets temperatur 25 ligger langt under rumtemperaturen trods det, at hele den inderste rude ér givet en temperatur, som ikke ligger under rumtemperaturen på 20 °C.

Som det let vil indses, medfører dette uanede muligheder 30 for at udnytte lavværdig energi, såsom spildvarme med lav temperatur, solvarme, varme fra akkumulator etc. En solfanger, som kan arbejde med en tilløbs- og afløbstemperatur for den cirkulerende varmebærer på henholdsvis kun 11-15 °C og 23-27 °C, får en væsentlig højere virk-35

DK 154447 B

4 ningsgrad end det normalt er tilfældet.

Hvis anordningen ifølge opfindelsen udnyttes i en bygning med lave K-værdier i væggene og eventuelt en var-5 meveksler for bygningens til/afgangsluft, vil yderligere varmeafgivende apparater i mange tilfælde ikke være nødvendig til opvarmning af bygningen ud over det nævnte ca. 23-27/11-15 0C-vandsystem. Med en temperaturforskel mellem det ind- og udgående cirkulationsvand på ca, 12 10 °C kan der anvendes lige så stor vandstrømning som ifølge gængs praksis i eksisterende bygninger. Ved ombygning af sådanne bygninger kan anordningen ifølge opfindelsen således direkte tilsluttes det eksisterende varmesystems rørledninger med eller uden eksisterende radiatorer.

15

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, som skematisk viser forskellige udførelseseksempler for anordningen ifølge opfindelsen, og hvor 20 fig. 1 er et tværsnit gennem et vindue med en varmeveksler indbygget i vindueskarmen, fig. 2 er et tværsnit gennem et vindue med varmeveksle-25 ren og en blæser indbygget i et vindues underkarm, fig. 3 er et tværsnit gennem et med to i det væsentlige lukkede mellemrum forsynet vindue, som er tilsluttet en varmluftsledning og en returledning, som er forbundet 30 med et fyringsanlæg, og fig. 4 er et diagram, som viser temperaturforholdene ved f.eks. den i fig. 1 viste udførelsesform.

35

DK 154447 B

5

Fig. 1 viser en ydervæg 1 med en vinduesåbning 2, i hvilken en vindueskarm 3 er sat fast. I denne er der ophængt en ydre vinduesramme 4 med en af to ruder sammensat konventionel termorude 5. Inden for denne er to 5 yderligere vinduesrammer 6, 7 ophængt, af hvilke rammen 6 bærer en af to ruder sammensat termorude 8, så at der dannes en spalte 9 mellem termoruderne 5 og 8, og der dannes en spalte 10 mellem termoruden 8 og en indre rude 11, der er sat fast i rammen 7.

10

Mellem de øvre dele af vinduesrammerne 4 og 6 og rammerne 6 og 7 findes dybe slidser 12, og i den øvre del af rammen 6 direkte over for termorudens 8 øvre kant findes kanaler 13, som forbinder slidserne 12.

15

Mellem vinduesrammerne 4, 6 og 7 findes gennemgående slidser 14, som udmunder i modsvarende slidser 15, 16 i den nedre del af karmen 3, i hvilken der endvidere findes et kammer 17, som forbinder slidserne 15, 16 langs 20 hovedsageligt hele vinduets bredde. I kammeret 17 er der en langstrakt, højeffektiv modstrømsvarmeveksler 18 med tværgående, fine kanaler, som forbinder slidserne 15, 16, og eventuelt et blæseorgan 19, som retter en forholdsvis langsom luftstrøm op i spalten 10 under sugning 25 af luft fra spalten 9 via varmeveksleren 18. Denne er på sædvanlig måde forsynet med en rørslange 20, hvis ender er forbundet med henholdsvis en varmtvandsledning 21 og returledning 22.

30 Den af varmeveksleren 18 opvarmede luft strømmer langsomt op gennem slidsen 15 og ind i spalten 10, eventuelt understøttet af blæseren 19. Når den varme luft forlader spalten 10, passerer den gennem slidserne 12 og kanalerne 13 i vinduets øvre del og strømmer derefter ned gen-35

DK 154447 B

6 nem spalten 9 under en vis afkøling fra de forholdsvis kolde ruder 5. Den kolde luft trækkes ned gennem slidsen 16 og passerer gennem varmeveksleren 18 under fornyet opvarmning.

5

Som tidligere beskrevet og som det vil blive forklaret nærmere i tilslutning til fig. 4 kan den indre rude 11 bibringes en fladetemperatur, som er næsten nøjagtigt den samme som en tilsigtet rumtemperatur på f.eks. 20 °C 10 over hele fladen med anvendelse af en vandtemperatur på 23-27 °C i tilledningen og en vandtemperatur så lav som 11-15 °C i returledningen.

Den i fig. 2 viste udførelsesform adskiller sig fra den 15 i fig. 1 viste ved ,at en enkel rude 25 anvendes i stedet for termoruden 8 i fig. 1, og at varmeveksleren 18 er trukket ud og placeret i et kammer 26 i et vindues underkarm 27.

20 Den i fig. 3 viste udførelsesform udviser yderligere en af to yderligere ruder 29, 30 dannet dobbeltspalte 31, 33 udformet på samme måde som spalterne 9, 10. Slidser og kanaler i underkarme og karmen er således monteret og forbundet med en varmluftkanal 33 og en returkanal 34, 25 at varm luft kommer til at stige op gennem den inderste spalte 10, ned gennem spalten 9, gennem spalten 31, og ned gennem den yderste spalte 32. Her bliver temperaturforskellen naturligvis endnu større end de ca. 12 °C, som er antaget i de tidligere udførelsesformer.

30 I fig. 4 vises temperaturfordelingen fra den ydre rude 5 til den indre rude 11 og i de to luftspalter 9 og 10 langs hele vinduets højde (m). Udendørstemperaturen antages at være -20 °C (T) og indendørstemperaturen 20 °C.

35 DK 154447 Β 7 \ i

Luftens temperatur ved indstrømningen i spalten 10 er 23 eC og ved udstrømningen fra spalten 9 kun 11 °C. Trods denne lave temperatur for den indstrømmende luft bliver den indre rudes fladetemperatur forneden på ruden 21,2 5 eC og foroven på ruden 19,7 °C, dvs. temperaturer praktisk talt som indendørstemperaturen.

Med et vindue af denne art opstår ingen såkaldt kuldeglidning, og vinduet opfattes ikke som en kold flade.

10 Med en forhøjelse af fladetemperaturen på ca. 1 °C kan vinduet til og med opfattes som en varm flade, og hvis sådanne vinduer monteres i et lavenergihus, kan yderligere varmeafgivende apparater blive mere eller mindre overflødige.

15

Ved kraftig solbestråling f.eks. om sommeren kan vandtemperaturen naturligvis sænkes noget, hvorved vinduesanordningen ifølge opfindelsen kan anvendes til at holde rummet koldt* 20

For at hindre kondensdannelse er spalterne på sædvanlig måde ventilerede til omgivelsesluften via en fin kanal.

Blæser og varmeveksler behøver naturligvis ikke være 25 placeret ved hinanden, idet blæseren om ønsket f.eks. kan være indbygget i vindueskarmens øvre del.

30 35

Claims (2)

1. Anordning ved et vindue til at bibringe en indre rude 5 (11) en komfortabel fladetemperatur, hvor denne rude og yderligere en rude (5) afgrænser et i det væsentlige lukket mellemrum, hvor luften i dette mellemrum strømmer fra et indløb (15) til et udløb (16) omkring en i mellemrummet monteret midterrude (8), og hvor der findes 10 organer (18) der er indrettet til at opvarme luften, før denne passerer ind i en spalte (10) mellem den indre rude og midterruden, kendetegnet ved, at luften tempereres til en temperatur, som højest afviger nogle få grader fra temperaturen af rumluften på vinduets in-15 derside, og at der findes organer (19) til at bibringe luften strømningsbevægelse og til at styre luftens strømningshastighed således, at den tempererede luft ved udgangen fra spalten (10) mellem den indre rude og midterruden har en temperatur, som i det væsentlige er den 20 samme som temperaturen af rumluften på vinduets inderside.

2. Anordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at midterruden (8) udgøres af en termorude. 25 30 35