FI60778C - Uppsamlare av solvaerme - Google Patents

Description

ΓΒΐ f11xK^ULUTUSjULKAISU s fi 7 7 G JgaTg lBJ (11)UTLÄGGNINOSSKIUFT 0 C (4^>atentti myönnetty 10 03 1332

Patent oeddelat y (51) Kv.ik?/ii*t.a.3 F 24 J 3/02 SUOMI-FINLAND (21) Pat«nttlhak«mui— Pat*ntaiw6kninf 78l630 (22) Htkamltpdvi — Anaeknlngsdtg 23-05-78 (23) AlkupIWi — Glltlfh«udi| 23-05-78 (41) Tulkit (ulklMktl — Bllvlt offamllg 2^ .11.79

Patentti- ja rekisterihallit!» .... ...... .. . .......

- . (44) Nthtivtkslpanon j· kuuUulkaisun pvm. —

Patent- och registentyrelsen Anrtkan utlagd och utl.*krlft*n publk.nd 30.11.81 (32)(33)(31) Pyydatty Muolkwi— Begird prtoritet (71) Paloheimo Oy, 11100 Riihimäki 10, Suoiiii-Finlarid(FI) (72) Klaus Hunnius, Launonen, Viljo Komulainen, Kormu,

Suomi-Finland(FI) (7M Berggren Oy Ab (5^0 Aurinkolämmön kerääjä - Uppsamlare av solvanne Tämä keksintö kohdistuu aurinkolämmön kerääjään rakennuksia varten.

Aurinkoenergian hyväksikäyttö tulee jatkuvasti yhä ajankohtaisemmaksi. Auringonvaloa niukasti saavilla seuduilla ovat hajasäteilyä vastaanottavat kerääjät edullisimmat. Tällä hetkellä valmistettavien kerääjien haittana on kuitenkin niiden kalleus. Kalliin hinnan vuoksi on niiden käyttö taloudellisesti kannattamatonta. Tilanne ei paranisi vaikka ko. kerääjien hyötysuhde olisi mahdollisimman hyvä, jos pinta-alayksikköä kohti tulevan säteilyn määrä joka tapauksessa jää melko pieneksi.

Esillä oleva keksintö perustuu siihen oivallukseen, että tinkimällä hyötysuhteesta jonkin verran, saadaan kerääjän hinta niin alhaiseksi, että kerääjän pinta-ala voidaan tehdä riittävän suureksi. Alhainen hinta saavutetaan esillä olevassa keksinnössä sillä, että aurinkolämmön kerääjä ja talon seinä- tai kattorakenteet integroidaan yhteen, jolloin aurinkolämmön keräämistä varten tarvittava lisäkustannus on varsin vähäinen. Kun järjestelmään saattaa kuulua lämpöpumppu, joka alentaa kerääjän lämpötilaa, yksinkertaistuvat kerääjän rakenteet oleellisesti. Tavanomaisissa kerääjissä, joissa kerääjälevy on yhden- tai kahden lasi- tai muovilevyn peittämässä 2 60778 kaasutiiviissä ja hyvin lämpöeristetyssä kotelossa, voi kerääjän lämpötila nousta jopa 150°C:een, jolloin rakenteet muodostuvat monimutkaisiksi. Tällaisten kerääjien toimintavarmuuden on usein todettu olevan epätyydyttävän.

Tämän keksinnön mukaisessa kerääjässä pidetään kerääjäpinnan lämpötila yleensä ympäristön lämpötilaa alempana, jolloin ei tapahdu lämpöhukkaa ympäristöön, rakenteita eivät rasita suuret lämpöjännitykset eivätkä paineenvaihtelut.

Yhdistämällä keksinnön mukainen aurinkolämmön kerääjä lämpöpumppuun voidaan katon ja/tai seinien suuria pintoja käyttää edullisesti ilman sisältämän lämpöenergian sitojina myös silloin, kun varsinaista aurinkoenergiaa tulee vähän tai ei ollenkaan. Tavanomaisilla sulje-ί tussa tilassa toimivilla aurinkolämmönkerääjillä se ei ole mahdol- t j lista.

Keksinnön oleellisin osa on määrättyyn muotoon taivutettu pelti- tai muu lämpöä johtava levy tai senkaltainen, joka muodostaa rakennuksen vesikaton tai seinän pinnoitteen ja toimii samalla lämmönkeräysle-vynä ja keksinnön tunnusmerkit selviävät oheisesta patenttivaatimuksesta 1.

Keksintöä selostetaan alla lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvat 1-5 esittävät poikkileikattuja osakuvantoja keksinnön suosituista suoritusmuodoista.

Kuvassa 1 esitetyssä suoritusmuodossa on numerolla 1 merkitty pelti-raina, jonka reunat on käännetty ylös ja jonka pohjaan on pakotettu urat lämmönsiirtoputkia 2 varten. Levykaistat liitetään toisiinsa taivuttamalla levyn 1 toinen ylöskäännetyn sivun 3 reuna viereisen levyn ylöskäännetyn sivun 5 päälle. Levyn alle asennetaan tavallisesti lämpöeriste 4. Levyn 1 uraan on asennettu lämpöäjohtavasta aineesta valmistettu putki 2, jossa kulkeva lämmönsiirtoneste kuljettaa levyyn 1 kerääntyvän lämpöenergian käytettäväksi lämmitystar-koituksiin.

Levykaistojen 1 tai muiden senkaltaisten ylöskäännetyt reunat 3, 5 muodostavat vedenpitävän liitoskohdan kuten tavanomaisessa pelti-katossa. Tämän lisäksi ne tässä käytössä toimivat tuulisuojana siten, että katolle puhaltava tuuli muuttuu harjoihin osuessaan 3 60778 pyörteiksi eikä jäähdytä levyä yhtä voimakkaasti kuin laminaari-sesti virtaava tuuli.

Mainittu levy 1 voi olla päällystämätön, mutta tavallisesti se pinnoitetaan sellaisella materiaalilla, joka absorboi hyvin auringosta tulevaa lyhytaaltoista säteilyä, muttei läpäise eikä siten heijasta takaisin levyn matalasta lämpötilasta johtuen pitkäaaltoisemmaksi muuttuvaa säteilyä. Sopivalla ns. "Solar"-lakalla päästään absoptio-kertoimen arvoon 0,95 ja emissiokertoimeen 0,86. Pinnoite antaa levylle myös korroosiosuojan sekä nykyiseen makusuuntaan sopivan tumman värin.

Levy 1 voidaan pinnoittaa esim. ns. selektiivimaalilla tai jo pe-ruslevyä valmistettaessa muovipinnoitteella tai taivutuksen jälkeen selektiivisellä massalla.

Levystä 1 taivuttamalla muodostuvat kotelot 8 voidaan myös sulkea yhdellä tai useammalla auringon säteilyä läpäisevällä lasi- tai muovilevyllä 9. Eräs tällainen tapa on esitetty kuvassa 2. Kuvassa 2 on numerolla 1 merkitty peruslevy, numerolla 2 lämmönsiirto-nesteen putki, numerolla 9 peitelevy ja numerolla 7 peitelevyn kiinnityslista. Kiinnityslista 7 voi olla joko kumia tai muovia ja voi se olla muodoltaan hyvinkin erilainen. Myös voidaan itse peruslevy 1 muotoilla siten, että peitelevy 3 voidaan asentaa sen varaan ilman erillistä kiinnityslistaa.

Kuvassa 3 on esitetty suljettu kotelorakenne 8, jossa lämmönsiirto tapahtuu ilman avulla. Peitelevyn 9 ja kerääjälevyn 1 välissä lämmennyttä ilmaa kierrätetään joko luonnollisen konvektion tai puhaltimen avulla kerääjän ja lämmitettävän kohteen välillä. Tällaisessa tapauksessa peitelevy 9 voi olla myös peltiä, sillä peltiin osuva säteily saa pellin 9 ja sitä kautta sen takana olevan ilman lämpenemään. Tällaisessa sovituksessa voidaan myös käyttää lämpöpumppua (ei esitetty) hyväksi. Tällöin lämpöpumpun vastaava lämmönvaihdin valitaan kaasu-nestetyyppiseksi.

Kerääjälevyn 1 takana on useimmiten lämpöeristyslevy, joka voidaan kiinnittää paikoilleen joko kerääjälevyä valmistettaessa tai asennettaessa. Kuvassa 4 on esitetty levyelementin valmistusvaiheessa kiinnitetty lämpöeristys. Kuvassa 4 on numerolla 1 merkitty 4 6 O 7 '7 8 kerääjälevy, numerolla 2 lämmönsiirtonesteputki ja numerolla 4 lämpöeristys. Lämpöeristys voidaan kiinnittää kerääjälevyyn esim. sulattamalla, liimaamalla tai vaahdottamalla. Tällöin saadaan putki 2 puristetuksi levyä 1 vasten ilman erillisiä kiinnitysmekanismeja.

Kerääjälevyn 1 muoto voidaan määrätä sellaiseksi, että valmis katto tai seinäpinta täyttää parhaalla tavalla sekä arkkitehtooniset että lämmönkeräysvaatimukset.

Kuvassa 5 on esitetty esimerkkinä eräs tällainen levy. Siinä on numerolla 6 merkitty erikoinen muotoharja, jonka tarkoituksena on parantaa pinnan ulkonäköä ja samalla kertaa lämmönkeräämistehok-kuutta.

Keksinnön mukainen kerääjälevy voidaan siten muotoilla sellaiseksi, että vastaavan profiilin omaavaa levyä voidaan käyttää sellaisenaan niissä paikoissa, joihin aurinkoenergiaa ei osu. Niinpä rakennuksen katon toinen lape saattaa olla niin varjossa, että energian keräily ei ole siltäpuolen taloudellisesti järkevää edes lämpöpumppuakaan hyväksikäytettäessä. Kuitenkin on koko katto ulkonäölli-sesti samanlainen. Samoin voidaan katon viereiset levyt yhdistää toisiinsa, vaikka vain jotkut levyt olisivat varustetut lämmönsiir-toputkistolla. Sama koskee luonnollisesti myös seiniä ja niiden pinnoitteita.

Seinissä voidaan peitelevyinä käyttää julkisivulasia, joka yhdistettynä värilliseen keräilylevyyn antaa halutun arkkitehtoonisen vaikutelman samalla kun se etelään suuntautuvassa julkisivussa toimii tehokkaana lämmönkeräilyelementtinä.

Tehokkain kerääjälevy saadaan luonnollisesti aineista, joiden absorp-tiokyky ja lämmönjohtamiskyky ovat hyviä. Keksinnön mukaista ratkaisua voidaan metallilevyjen lisäksi käyttää muovista, keraamisesta aineesta tai muusta vastaavasta katemateriaalista tehdyissä rakenneosissa, jotka normaalien tehtäviensä lisäksi muodostuvat aurinkolämmön kerääjiksi.

Absorptiokyvyn parantamiseksi voidaan kerääjälevyn pinta tehdä epätasaiseksi, jolloin samalla levyn pinta-ala kasvaa. Se on