GR20160100647A - Νεου τυπου ηλιακο θερμικο συστημα - Google Patents

Abstract

Η επινόηση αναφέρεται σε ηλιακά θερμικά συστήματα, τα οποία περιλαμβάνουν συλλέκτη όπως μια σωλήνα κενού (1) με ψύκτρα (2), είτε φακός Fresnel (13) που καταλήγει σε εστία (14), είτε επίπεδος συλλέκτης (11) που με τη βοήθεια καθρεπτών (17) συγκεντρώνει τις ηλιακές ακτίνες, είτε κάτοπτρο (18). Αποτελείται και από σύστημα μεταφοράς που μπορεί να είναι αεραγωγός (5), είτε αγωγός με νερό ή φρέον, είτε φυσούνα (15) εντός της οποίας κυκλοφορεί ο θερμός αέρας, είτε ακόμα ένας περίκλειστος από ρολό (21) χώρος, με σκοπό τη μεταφορά του θερμού αέρα εντός του εκάστοτε χώρου. Η αποθήκευση της περίσσιας ενέργειας γίνεται με δοχείο αδράνειας (8). Εναλλακτικά μπορεί να χρησιμοποιηθεί επιφάνεια (23) βαμμένη με ηλεκτροχρωμική βαφή, η οποία δύναται να είναι αναδιπλούμενη (24), λειτουργώντας ως συλλέκτης και θερμαντικό σώμα ταυτόχρονα.

Description

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

"ΝΕΟΥ ΤΥΠΟΥ ΗΛΙΑΚΟ ΘΕΡΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ"

ΤΟ ΠΕΔΙΟ ΤΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ

Η εφεύρεση αναφέρεται στο πεδίο των συστημάτων οικιακής θέρμανσης και πιο συγκεκριμένα σε συστήματα θέρμανσης χώρων με χρήση υγρών και αέριων μέσων. Το εδώ παρουσιαζόμενο ηλιακό θερμικό σύστημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο ως αυτόνομη επιλογή θέρμανσης, όσο και υποβοηθητικά σε ήδη υπάρχουσες δομές.

ΤΟ ΙΣΤΟΡΙΚΟ ΤΉΣ ΕΦΕΥΡΕΣΕΩΣ

Το αποκαλυπτόμενο στην παρούσα εφεύρεση ηλιακό θερμικό σύστημα, με τις εναλλακτικές εφαρμογές που διαθέτει δεν έχει αποκαλυφθεί στην προηγούμενη τεχνολογία.

Τα ηλιακά θερμικά συστήματα, στα οποία χρησιμοποιούνται κατάλληλοι συλλέκτες για τη δέσμευση της ηλιακής ακτινοβολίας και την μετατροπή της σε θερμότητα εφαρμόζονται κατά κόρον τη σύγχρονη εποχή, αλλά διαθέτουν πολύ συγκεκριμένες χρήσεις. Τα ηλιακά θερμικά συστήματα αποτελούνται από συλλέκτη, σύστημα κυκλοφορίας και αποθήκευσης και συνηθέστατα από σύστημα ελέγχου. Μέχρι σήμερα τα θερμικά ηλιακά συστήματα παρουσιάζουν μερικά εγγενή μειονεκτήματα που δεν έχει καταστεί δυνατόν να αντιμετωπιστούν και να επιλυθούν με αποτελεσματικό τρόπο. Το σημαντικότερο μειονέκτημα είναι ότι η σαφής εξάρτησή τους από την ηλιοφάνεια άρα και η παραγωγή ενέργειας θέρμανσης, είναι μικρότερη κατά την περίοδο της υψηλότερης ζήτησης, δηλαδή το Χειμώνα που έχουμε συννεφιά και μικρότερη διάρκεια ημέρας. Επιπρόσθετα, λόγω της περιορισμένης ηλιοφάνειας, απαιτείται συχνά η εγκατάσταση εφεδρικής πηγής ενέργειας για την πλήρη κάλυψη των αναγκών ενός οικήματος για ολόκληρο το έτος.

Περαιτέρω μειονέκτημα παρουσιάζεται λόγω του ότι ορισμένοι τύποι ηλιακών συλλεκτών μπορεί να παρουσιάσουν προβλήματα στη λειτουργία τους σε περιοχές με παγετό, ή και να εμφανίσουν σημαντικές φθορές λόγω των καιρικών φαινομένων, με αποτέλεσμα την αύξηση του κόστους συντήρησής τους. Επιπρόσθετα, τα ηλιακά θερμικά συστήματα, που χρησιμοποιούνται ως σήμερα, απαιτούν ιδιαίτερες επεμβάσεις στην εκάστοτε εγκατάσταση, αλλοιώνοντάς την, ενώ παράλληλα αυξάνοντας και το κόστος εγκατάστασης ενός τέτοιου συστήματος.

Ακόμα ένα μειονέκτημα προκύπτει από την οπτική ρύπανση πολλών εκ των χρησιμοποιούμενων συστημάτων. Αυτό γίνεται γιατί η αισθητική επίπτωσή τους είναι, συγκριτικά με άλλες μορφές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, ιδιαιτέρως αυξημένη, καθιστώντας τα ανεπιθύμητα, ειδικά εντός αστικού ιστού. Τέλος, δεν πρέπει να αγνοηθεί τόσο ο χαμηλός βαθμός απόδοσης των συστημάτων, όσο και η επίδραση των συστημάτων αυτών συμβατικής τεχνολογίας ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο περιβάλλον και το υψηλό κόστος χρήσης γης.

Αποτελεί έτσι αντικείμενο της παρούσης εφευρέσεως να αντιμετωπίσει πλεονεκτικά τα προαναφερθέντα μειονεκτήματα και ελλείψεις της προηγούμενης τεχνολογίας προτείνοντας ένα ηλιακό θερμικό σύστημα που λειτουργεί τόσο ως αυτόνομο θερμαντικό μέσο, όσο και υποβοηθητικά σε εγκαταστάσεις κεντρικής θέρμανσης κτιρίων.

Περαιτέρω αντικείμενο της παρούσης εφευρέσεως είναι να παρουσιάσει ένα ηλιακό θερμικό σύστημα το οποίο χρησιμοποιεί τον αέρα, το νερό ή κατάλληλο αέριο, όπως οι φθοροχλωράνθρακες, ως μέσο μεταφοράς της θερμότητας.

Περαιτέρω αντικείμενο της παρούσης εφευρέσεως είναι να παρουσιάσει ηλιακό θερμικό σύστημα, που χρησιμοποιεί ως καύσιμη ύλη, τόσο τα ορυκτά καύσιμα, όσο και ηλεκτρική ενέργεια που προέρχεται από οποιοσδήποτε μορφής τεχνολογία.

Περαιτέρω αντικείμενο της εφευρέσεως είναι να παρουσιάσει ένα ηλιακό θερμικό σύστημα, το οποίο χρησιμοποιεί δοχείο αδρανείας ή οποιαδήποτε άλλης μορφής αποθήκευση ενέργειας, για την εκμετάλλευση της πρόσθετης παραγόμενης θερμότητας.

Περαιτέρω αντικείμενο της εφευρέσεως αποτελεί η παρουσίαση ενός ηλιακού θερμικού συστήματος, που χρησιμοποιεί ηλιακό συλλέκτη οποιασδήποτε μορφής ή τεχνολογίας, όπως επί παραδείγματι σωλήνα κενού, επίπεδο συλλέκτη, παραβολικό κάτοπτρο, φακό Fresnel, για τη θέρμανση του νερού ή του αερίου του θερμαντικού σώματος.

Άλλο αντικείμενο της εφευρέσεως είναι να παρουσιάσει ένα ηλιακό θερμικό σύστημα, το οποίο μεταδίδει τη θερμότητα μέσω ψύκτρας, η οποία είναι συνδεδεμένη με το χαλκοσωλήνα μετάδοσης θερμότητας μέσω ειδικής κόλλας, κόλλησης, απευθείας επαφής με σύσφιξη ή με οποιοδήποτε αποτελεσματικό τρόπο μετάδοσης της θερμότητας από το χαλκοσωλήνα προς αυτή, είτε είναι εξαρχής ενσωματωμένη επάνω σε αυτόν.

Ακόμα ένα πλεονέκτημα της επινόησης είναι ότι δύναται να χρησιμοποιηθούν αεραγωγοί μειωμένης διατομής, που διευκολύνουν τόσο τους εγκαταστάτες κατά την εφαρμογή, όσο και τους ιδιοκτήτες από αισθητικής άποψης. Περαιτέρω ο αεραγωγός δύναται να είναι αρθρωτός, αποτελούμενος από δύο ταυτόσημα μέρη, διευκολύνοντας τόσο την παραγωγή του, όσο και την εγκατάστασή του.

Αντικείμενο της παρούσης εφευρέσεως είναι επίσης η παρουσίαση ενός νέου τύπου ηλιακού θερμικού συστήματος, το οποίο περιλαμβάνει σύστημα παρακολούθησης της ηλιακής πορείας, ώστε να επιτυγχάνεται η μέγιστη εκμετάλλευση της ηλιακής ακτινοβολίας.

Αντικείμενο της παρούσης εφευρέσεως είναι επίσης η δημιουργία ηλιακού θερμικού συστήματος, που εκμεταλλευόμενο το ηλεκτροχρωμικό φαινόμενο επιτυγχάνει την άμεση θέρμανση δομικών στοιχείων ενός οικήματος.

Αυτά και έτερα αντικείμενα, χαρακτηριστικά και πλεονεκτήματα της εφευρέσεως θα γίνουν εμφανή στην εν συνεχεία αναλυτική περιγραφή.

ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΣΧΕΔΙΩΝ

Η εφεύρεση θα καταστεί εμφανής στους εξειδικευμένους στην τεχνική, με αναφορά στα συνοδευτικά σχέδια, στα οποία απεικονίζεται με ενδεικτικό, μη περιοριστικό τρόπο.

Τα Σχήματα 1 (α) - (β) παρουσιάζουν σε προοπτικά σκαριφήματα ηλιακό συλλέκτη με σωλήνα κενού και ψύκτρα ενσωματωμένη ως μέρος του σωλήνα και ηλιακό συλλέκτη με σύστημα κυκλοφορίας αέρα, αντίστοιχα.

Τα Σχήματα 2 (α) - (β) παρουσιάζουν σε προοπτικό σκαρίφημα ενδεικτική εφαρμογή ηλιακού συλλέκτη με σωλήνα κενού και ηλιακού συλλέκτη με σύστημα κυκλοφορίας που καταλήγει σε θερμαντικό σώμα αντίστοιχα.

Το Σχήμα 3 παρουσιάζει σε προοπτικό σκαρίφημα ηλιακό συλλέκτη με σωλήνα κενού και κλειστό κύκλωμα κυκλοφορίας αέρα.

Το Σχήμα 4 παρουσιάζει κλειστό κύκλωμα κυκλοφορίας νερού ή κατάλληλου αερίου, που καταλήγει σε θερμαντικό σώμα και διαθέτει δοχείο αδρανείας και ηλιακό συλλέκτη με σωλήνα κενού.

Τα Σχήματα 5 (α) - (β) παρουσιάζουν ηλιακό συλλέκτη με σωλήνα κενού και κλειστά κυκλώματα κυκλοφορίας αέρα και φθοροχλωρανθράκων, που καταλήγουν σε θερμαντικό σώμα.

Το Σχήμα 6 παρουσιάζει επίπεδο ηλιακό συλλέκτη και σύστημα κυκλοφορίας αέρα, που καταλήγουν σε θερμαντικό σώμα.

Το Σχήμα 7 παρουσιάζει επίπεδο ηλιακό συλλέκτη και σύστημα κυκλοφορίας νερού ή φθοροχλωρανθράκων, που συνδέεται με δοχείο αδρανείας και θερμαντικό σώμα.

Τα Σχήματα 8 (α) - (β) παρουσιάζουν συλλέκτη τύπου φακού Fresnel με φυσούνα για τη θέρμανση χώρου, καθώς και λεπτομέρεια της φυσούνας με το σύστημα παρακολούθησης της πορείας του ήλιου.

Τα Σχήματα 9 (α) - (β) παρουσιάζουν ηλιακό αερόθερμο με επίπεδο συλλέκτη και καθρέπτες, κινούμενους επάνω σε σύστημα παρακολούθησης του ήλιου.

Τα Σχήματα 10 (α) - (β) παρουσιάζουν εναλλακτική εφαρμογή της επινόησης με κλειστό κύκλωμα κυκλοφορίας του αέρα και συλλέκτη επί κινούμενου κατόπτρου, για την παρακολούθηση της πορείας του ήλιου.

Το Σχήμα 11 παρουσιάζει λεπτομέρεια του βραχίονα κίνησης του συστήματος για την παρακολούθηση της πορείας του ήλιου.

Το Σχήμα 12 παρουσιάζει συλλέκτη τύπου φακού Fresnel με φυσούνα για τη θέρμανση χώρου και σύστημα κυκλοφορίας νερού ή φθοροχλωρανθράκων, που συνδέεται με δοχείο αδρανείας και θερμαντικό σώμα.

Το Σχήμα 13 παρουσιάζει μια εναλλακτική εφαρμογή της επινόησης, όπου ως συλλέκτης χρησιμοποιείται βαμμένος εξωτερικός τοίχος μιας εγκατάστασης, με εκμετάλλευση του ηλεκτροχρωμικού φαινομένου και ως σύστημα κυκλοφορίας αέρα χρησιμοποιείται εξωτερικά περίκλειστος χώρος.

Το Σχήμα 14 παρουσιάζει ακόμη μία εναλλακτική προτεινόμενη εφαρμογή της επινόησης, όπου ως επίπεδος συλλέκτης δρα οποιασδήποτε μορφής, τεχνολογίας, υλικού κατάλληλου για την αποτελεσματική απορρόφηση της εισερχόμενης τεχνολογίας, η οποία αναπτύσσεται εντός τους περίκλειστου χώρου.

Το Σχήμα 15 παρουσιάζει περαιτέρω παραλλαγή της ανωτέρω εφαρμογής που δύναται να λειτουργήσει τόσο ως υποβοήθηση μίας αντλίας θερμότητας, παρέχοντάς της θερμοκρασία αέρα πολύ μεγαλύτερου από του περιβάλλοντος χώρου με συνέπεια την άμεση αύξηση του συντελεστή απόδοσής της στο μέγιστο.

Τα Σχήματα 16 (α) - (β) παρουσιάζουν περαιτέρω παραλλαγή της ανωτέρω εφαρμογής, με εκμετάλλευση της άνω επιφάνειας ενός οικήματος, καλύπτοντάς την μερικώς ή πλήρως, καθώς και τη μορφή που θα είχε ένα τέτοιο σύστημα κάλυψης.

Τα Σχήματα 17 (α) - (β) παρουσιάζουν εναλλακτική εφαρμογή της επινόησης σε περιπτώσεις οικημάτων με σκεπές από κεραμίδια.

ΛΕΠΤΟΜΕΡΗΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΠΡΟΤΙΜΩΜΕΝΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΉΣ

Αναφερόμενοι τώρα στα συνοδευτικά σχέδια θα περιγράφουμε ενδεικτικές εφαρμογές του νέου τύπου ηλιακού θερμικού συστήματος, ώστε να καταστεί εμφανής ο τρόπος λειτουργίας του, καθώς και τα σημαντικά πλεονεκτήματα, που αυτό παρουσιάζει.

Κάθε ηλιακό θερμικό σύστημα αποτελείται από συλλέκτη, για την μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε θερμότητα, από σύστημα κυκλοφορίας για τη μεταφορά της παραγόμενης θερμότητας και συνήθως διαθέτει συστήματα ελέγχου και συστήματα αποθήκευσης της παραγόμενης θερμότητας. Σύμφωνα με το Σχ. 1 (α) ως συλλέκτης χρησιμοποιείται σωλήνας κενού (1), όπου η ηλιακή ακτινοβολία προσπίπτει στο σωλήνα, απορροφάται από αυτόν και συγκεντρώνεται στην κορυφή του. Ο σωλήνας κενού (1) καταλήγει σε ψύκτρα (2), η οποία βρίσκεται εντός σωλήνα (3), η οποία ψύχεται από δύο ανεμιστήρες (4). Ο ένας βρίσκεται στην είσοδο του σωλήνα (3), με σκοπό την μείωση απωλειών στο σύστημα, προστατεύοντάς το από τις καιρικές συνθήκες και ό άλλος βρίσκεται στην έξοδο του σωλήνα, οδηγώντας τον θερμό αέρα στο χώρο που πρέπει να θερμανθεί. Το σύστημα θα καταλήγει σε αεραγωγό (5), Σχ. 3, για τη θέρμανση του χώρου. Σε περίπτωση που τούτο είναι επιθυμητό η είσοδος του αέρα μπορεί να πραγματοποιείται από αεραγωγό περιβάλλοντος (6), Σχ. 1 (β), ο οποίος προωθεί τον αέρα του περιβάλλοντος. Σε μία τέτοια περίπτωση απαιτείται φίλτρο άνθρακα και μηχανισμός θυρίδας, που κλείνει την είσοδο από τον αεραγωγό περιβάλλοντος (6), όταν δεν βρίσκεται σε χρήση.

Εναλλακτικά ως σύστημα κυκλοφορίας της θερμότητας δύναται να χρησιμοποιηθεί το νερό, όπως παρουσιάζεται στο Σχ. 2 (β), όπου ο σωλήνας κενού (1) θερμαίνει νερό το οποίο κυκλοφορεί εντός θερμαντικού σώματος χαλκού (7), είτε αλουμινίου, είτε ακόμα και ατσαλιού. Το σώμα χαλκού (7) μπορεί να είναι μικρότερων διαστάσεων, αλλά ίδιας απόδοσης με τα συμβατικά θερμαντικά σώματα, ενώ λόγω των μικρότερων διαστάσεών του δύναται να τοποθετηθεί ψηλά στο χώρο, ώστε να μη δημιουργείται οπτική όχληση. Προαιρετικά για την απαγωγή του θερμού αέρα της ψύκτρας (2) μπορεί να χρησιμοποιηθεί ανεμιστήρας (4). Τα δύο αυτά χαρακτηριστικά επιτρέπουν τη μεγιστοποίηση του διαθέσιμου χώρου για τους ανθρώπους που χρησιμοποιούν το οίκημα. Η ψύκτρα (2), Σχ. 2 (α) μπορεί να είναι κολλημένη με το σωλήνα χαλκού (3) με τη χρήση ειδικής κόλλας, είτε μπορεί να κατασκευαστεί εξαρχής ενσωματωμένη επάνω στον σωλήνα (3), είτε με χύτευση, είτε με οποιονδήποτε άλλο κατάλληλο τρόπο.

Εναλλακτική εφαρμογή της επινόησης, θα μπορούσε να κάνει χρήση δοχείου αδρανείας (8), Σχ. 4, το οποίο θα αποτελεί το σύστημα αποθήκευσης του περισσεύματος ενέργειας, με σκοπό τη μελλοντική χρήση του. Όπως καθίσταται προφανές η χρήση δοχείου αδρανείας (8) μπορεί να πραγματοποιηθεί σε περίπτωση που χρησιμοποιείται το νερό ως μέσο μεταφοράς της θερμότητας, είτε στην περίπτωση που χρησιμοποιούνται φθοροχλωράνθρακες, γνωστότεροι και ως φρέον. Είναι περαιτέρω σαφές, πως σε περίπτωση που γίνεται χρήση φρέον, απαιτείται και εναλλάκτης για τη λειτουργία του δοχείου αδρανείας (8).

Σε περαιτέρω εναλλακτική εφαρμογή της επινόησης, ο συλλέκτης (1) μπορεί μέσω της ψύκτρας (2) να θερμάνει θερμαντικό σώμα χαλκού (7), Σχ.

5(β), με εξ’ επαγωγής θέρμανση κλειστού κυκλώματος φθοροχλωρανθράκων. Στη συγκεκριμένη περίπτωση υπάρχουν δύο κλειστά κυκλώματα, όπου το ένα είναι με αέρα και το άλλο με φρέον. Το κύκλωμα με το φρέον (9), Σχ. 5(α), που συνδέεται στο θερμαντικό σώμα (7) για τη μετάδοση της θερμότητας στο χώρο, βρίσκεται εντός κυκλώματος θερμού αέρα (10), το οποίο θερμαίνει το κύκλωμα με το φρέον (9) εξ’ επαγωγής. Η κυκλοφορία του αέρα δύναται να ενισχύεται με τη χρήση ανεμιστήρων.

Εναλλακτική εφαρμογή του νέου τύπου ηλιακού θερμικού συστήματος, περιλαμβάνει τη χρήση επίπεδου συλλέκτη (11), Σχ. 6, ο οποίος θερμαίνει κλειστό κύκλωμα αέρα, που καταλήγει σε θερμαντικό σώμα (7). Ο επίπεδος συλλέκτης (11) τοποθετείται στην εξωτερική επιφάνεια του οικήματος και συνδέεται άμεσα με το θερμαντικό σώμα. Η χρήση ανεμιστήρα (12) εντός του χώρου, θα επιτρέψει την καλύτερη μετάδοση της θερμότητας στο χώρο. Εξυπακούεται πως με όμοιο τρόπο μπορεί να χρησιμοποιηθεί πάλι ως θερμαντικό μέσο το νερό ή άλλο κατάλληλο υγρό, Σχ. 7. Σε μια τέτοια περίπτωση θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί και δοχείο αδρανείας (8), άμεσα επάνω στο θερμαντικό σώμα (7), ώστε να εξασφαλίζεται η δυνατότητα θέρμανσης του χώρου και πέραν των ωρών που παρουσιάζεται ηλιοφάνεια. Ομοίως και εδώ πρέπει να τονιστεί πως σε περίπτωση που χρησιμοποιηθεί φρέον ως θερμαντικό μέσο, θα πρέπει να γίνει ταυτόχρονη χρήση εναλλάκτη.

Σε ακόμα μία παραλλαγή της επινόησης, ως συλλέκτης μπορεί να χρησιμοποιηθεί φακός τύπου Fresnel (13), Σχ. 8 (α). Οι φακοί Fresnel είναι σφαιρικοί φακοί που μπορούν να εστιάσουν το φως μιας πηγής σε ένα σημείο πίσω από το φακό, την εστία (14). Αν λοιπόν δημιουργηθεί μία ελαστική φυσούνα (15), επί ραγών κίνησης (16), Σχ. 8 (β), για να ακολουθείται η πορεία του ήλιου, θα μπορούν οι προσπίπτουσες ακτίνες να καταλήγουν στην εστία (14), θερμαίνοντας τον αέρα που κυκλοφορεί πίσω από την εστία (14), δημιουργώντας ροή, η οποία θα θερμαίνει έναν χώρο μέσω αεραγωγού (5). Ομοίως με τη χρήση αεραγωγού περιβάλλοντος (6), ο κρύος αέρας θα οδηγείται εκτός του χώρου, για θέρμανση από το σύστημα. Αντίστοιχα θα μπορούσε να θερμανθεί από τον φακό Fresnel (13), κύκλωμα μεταφοράς νερού ή φρέον, Σχ. 12, το οποίο θα κατέληγε σε θερμαντικό σώμα χαλκού (7). Ομοίως με προηγουμένως, η χρήση εναλλάκτη στην περίπτωση του φρέον, θα ήταν απαραίτητη, ενώ δοχείο αδρανείας (8) θα επέτρεπε την περαιτέρω εκμετάλλευση του ζεστού υγρού. Σημαντικό πλεονέκτημα της ανωτέρω παραλλαγής είναι ότι με έναν φακό Fresnel, η επιφάνεια απορρόφησης καθίσταται δραματικά μικρότερη σε σχέση με έναν συμβατικό συλλέκτη.

Αντίστοιχο ηλιακό θερμικό σύστημα παρουσιάζεται στο Σχ. 9 (α), όπου ο φακός Fresnel έχει αντικατασταθεί από επίπεδο συλλέκτη (11), ο οποίος περιβάλλεται από καθρέπτες (17), Σχ. 9 (β), σε κατάλληλη γωνία ώστε να συγκεντρώνουν τις ακτίνες του ήλιου επάνω στο συλλέκτη (11). Ομοίως η κίνηση του συστήματος συλλέκτη - καθρεπτών θα πραγματοποιείται βάσει της πορείας του ήλιου και χάρη στη χρήση ραγών κίνησης (16).

Ομοίως μπορεί να χρησιμοποιηθεί κάτοπτρο (18), Σχ. 10 (α) που θα συγκεντρώνει την ηλιακή ενέργεια σε ένα μικρό κομμάτι επίπεδου συλλέκτη (1 1). Το κάτοπτρο (18) συγκεντρώνει την ηλιακή ακτινοβολία και την εκπέμπει προς τον συλλέκτη (11), ο οποίο είναι εγκιβωτισμένος σε διάφανο πολυακρυλικό ή πολυκαρβονικό υλικό (19) για να επιτρέπεται οι ακτίνες να καταλήγουν σε αυτόν. Όλοκληρο το σύστημα του συλλέκτη (11) με το διάφανο κατάλληλο υλικό (19) βρίσκεται εντός ελαστικής φυσούνας (15), η οποία οδηγεί στην είσοδο και την έξοδο των αεραγωγών (5), (6) και η οποία επιτρέπει την πραγματοποίηση αντίστοιχων κινήσεων, όπως τις πραγματοποιεί το κάτοπτρο (18), ακολουθώντας την πορεία του ήλιου.

Στο σημείο αυτό πρέπει να αναλυθεί περισσότερο η λειτουργία του μηχανισμού παρακολούθησης του ήλιου και οι δυνατότητες που αυτός διαθέτει. Το σύστημα παρακολούθησης της ηλιακής πορείας διαθέτει μία ή περισσότερες ράγες κίνησης (16), Σχ. 11, επάνω στις οποίες κινείται ο εκάστοτε χρησιμοποιούμενος συλλέκτης, είτε είναι ένας φακός Fresnel, είτε κάτοπτρο. Με δεδομένο πως το κάθε σύστημα εγκαθίσταται σε συγκεκριμένο γεωγραφικό μήκος και πλάτος και γνωρίζοντας την πορεία του ήλιου για τους μήνες που μας ενδιαφέρουν, μπορούμε να τοποθετήσουμε τη ράγα κίνησης (16). Η ράγα κίνησης (16) θα περιλαμβάνει στην κλίση της τόσο το αζιμούθιο, όσο και την υψομετρική αλλαγή της θέσης του ήλιου κατά την πάροδο των μηνών, ώστε η εστίαση του συστήματος να είναι ακριβής. Η υψομετρική διαφορά εντός της ημέρας θα λαμβάνει υπόψη της τη μέση τιμή της εκάστοτε ημέρας. Έτσι, αν για παράδειγμα η διαφορά είναι από 0 έως 50 μοίρες, η τοποθέτηση θα γίνεται στις 22,5 μοίρες. Κατά την εγκατάσταση του κατόπτρου ή του φακού Fresnel θα λαμβάνεται υπόψη αυτό, ώστε ο κατοπτρισμός να γίνεται πάντοτε εντός του συλλέκτη. Η παρακολούθηση της πορείας του ήλιου θα γίνεται με την κίνηση του συλλέκτη μέσω ηλεκτρικών κινητήρων, ένα για κάθε ράγα ή ένα για όλες τις ράγες κίνησης (16), οι οποίοι θα τον μετατοπίζουν κατά προκαθορισμένο βήμα σε ανάλογα χρονικά διαστήματα. Συμπληρωματικά θα υπάρχει μηχανισμός ελέγχου του ύψους (20), με ομοίως προκαθορισμένη κίνηση, ελαχιστοποιώντας το οποιοδήποτε σφάλμα παρακολούθησης του ήλιου, χωρίς τη χρήση των μέχρι σήμερα κοστοβόρων συστημάτων ανίχνευσης πορείας. Τέλος, εναλλακτικά θα μπορούν οι ίδιες οι ράγες να έχουν ενσωματωμένη την αλλαγή του ύψους, εξασφαλίζοντας την εποχιακή παρακολούθηση με αλλαγή της ράγας κίνησης (16) το αντίστοιχο χρονικό διάστημα, όπως είναι επί παραδείγματι η μία εβδομάδα ή ο ένας μήνας.

Περαιτέρω παραλλαγή του ηλιακού θερμικού συστήματος θα μπορεί να γίνει με την εκμετάλλευση του ηλεκτροχρωμικού φαινομένου. Σε μια εξωτερική πλευρά ενός οικήματος, επί παραδείγματι σε ένα μπαλκόνι, θα δύναται να τοποθετηθεί εξωτερικό αναδιπλούμενο διάφανο ρολό (21), Σχ.

13, από κατάλληλο υλικό, όπως είναι το πολυκαρβονικό. Το ρολό (21) θα σφραγίζει αεροστεγώς σε βάση (22) και θα κλείνει περιμετρικά το χώρο. Η ηλιακή ακτινοβολία θα διαπερνά το ρολό (21) και θα εγκλωβίζεται εντός του χώρου αυξάνοντας τη θερμοκρασία του. Η επιφάνεια (23) στην οποία θα προσπίπτει το φως, για παράδειγμα ένας τοίχος, βάφεται με ηλεκτροχρωμικού τύπου βαφή. Αυτό σημαίνει πως αν εφαρμοστεί μία μικρή τάση στην επιφάνεια (23), αυτός θα αλλάξει το χρώμα της, μετατρεπόμενη ουσιαστικά σε θερμαντικό σώμα. Το δομικό στοιχείο θα είναι παράλληλα τόσο ο συλλέκτης, όσο και το θερμαντικό σώμα. Η ροή του θερμού αέρα θα γίνεται παράλληλα με τη χρήση αεραγωγών (5), (6). Η ηλεκτροχρωμική βαφή είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθεί αντίστοιχα και σε εσωτερικούς τοίχους του οικήματος, αυξάνοντας την απόδοση της εισερχόμενης από τα τζάμια, ηλιακής ακτινοβολίας.

Σε αντίστοιχη εναλλακτική εφαρμογή, και αν η βαφή δομικού στοιχείου δεν είναι επιθυμητή, θα υπάρχει η δυνατότητα χρήσης μιας αναδιπλούμενης συλλεκτικής επιφάνειας (24), Σχ. 14, η οποία θα μπορεί να έχει επιλεκτική ή μαύρη βαφή και η οποία θα αναπτύσσεται εσωτερικά του ρολού (21), συλλέγοντας την ηλιακή ακτινοβολία και θερμαίνοντας τον εγκλωβισμένο αέρα. Τέλος, μπορεί η χρήση των ανωτέρω περιπτώσεων να συνδυαστεί και με αντλίες θερμότητας, Σχ. 15. Ο θερμός αέρας, που βρίσκεται εγκλωβισμένος από το ρολό (21) οδηγείται σε αντλία θερμότητας (25) με αποτέλεσμα ακόμα και κρύες ημέρες η αντλία να λειτουργεί με το μέγιστο συντελεστή απόδοσης. Συνεπώς με την ύπαρξη δοχείου αδρανείας θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν τα θερμαντικά σώματα για μεγάλο μέρος της ημέρας.

Σημαντικό πλεονέκτημα των παραλλαγών του συστήματος, όπως παρουσιάστηκαν στα Σχ. 13, 14, 15 είναι ότι η ηλεκτροχρωμική βαφή επανέρχεται στο αρχικό της χρώμα, μόλις σταματήσει να διαρρέεται από ρεύμα, ενώ παράλληλα τόσο το ρολό (21) όσο και η συλλεκτική επιφάνεια (24) αναδιπλώνονται, χωρίς έτσι να προκύπτει η οποιαδήποτε μόνιμη οπτική όχληση, που θα υπήρχε με την εγκατάσταση κάποιου μόνιμου συλλέκτη ή με τη βαφή με μόνιμο σκούρο χρώμα κάποιου δομικού στοιχείου.

Σε περαιτέρω εναλλακτική εφαρμογή της επινόησης η ανωτέρω προταθείσες λύσεις μπορούν να εφαρμοστούν και στην επίπεδη οροφή με τοιχίο ενός οικήματος, Σχ. 16 (α) - (β), όπου οι προσπίπτουσες ακτίνες του ηλίου εγκλωβίζονται κάτω από τη διάφανη επιφάνεια (26), θερμαίνοντας τη μόνωση της ταράτσα, η οποία ούσα βαμμένη με ηλεκτροχρωμική βαφή θα θερμαίνει το δομικό στοιχείο. Εξυπακούεται πως η πλήρης αναδίπλωση της επιφάνειας (26) και η διακοπή εφαρμογής ρεύματος στη βαφή θα επαναφέρουν οπτικά την ταράτσα στην αρχική της κατάσταση.

Τέλος, στην περίπτωση οροφής με κεραμίδια, Σχ. 17 (α) - (β), μπορούν αυτά να αφαιρεθούν και στη θέση τους να τοποθετηθεί διάφανο πολυκαρβονικό πλαίσιο το οποίο θα είναι σαν τα ρολά μίας μπαλκονόπορτας, διαθέτοντας εξωτερικό και εσωτερικό μέρος. Το εσωτερικό θα δένει και θα κλείνει την υπάρχουσα μόνωση, ενώ το εξωτερικό θα δημιουργεί το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Ενδιάμεσα, θα υπάρχει αναρτημένος, ηλιακός απορροφητής (27), ο οποίος θα φροντίζει να απορροφάται η ηλιακή ενέργεια κατά το μεγαλύτερο μέρος της. Το κενό μέσα στο οποίο θα είναι αναρτημένος ο απορροφητής, θα επικοινωνεί με αεραγωγό (5) και αεραγωγό περιβάλλοντος (6), ώστε η θερμότητα να μεταφέρεται απευθείας στο χώρο που επιθυμούμε. Το σύστημα δύναται να συμπληρώνεται από θυρίδες εξαερισμού για την πλεονάζουσα θερμότητα και την αποφυγή φαινομένων υγρασίας εντός του στεγαζόμενου χώρου.

Πρέπει στο σημείο αυτό να σημειωθεί ότι η περιγραφή της εφευρέσεως πραγματοποιήθηκε με αναφορά σε ενδεικτικά παραδείγματα εφαρμογής, στα οποία δεν περιορίζεται. Καθίσταται σαφές πως οποιαδήποτε μεταβολή ή τροποποίηση σε ό,τι αφορά το σχήμα, τις διαστάσεις, τα χρησιμοποιούμενα υλικά και εξαρτήματα κατασκευής και συναρμολογήσεως, εφόσον δεν αποτελούν νέο εφευρετικό βήμα και δεν συντελούν στην τεχνική εξέλιξη του ήδη γνωστού θεωρούνται εμπεριεχόμενα στους σκοπούς και στις βλέψεις της παρούσης επινοήσεως.

Claims (3)

ΑΞΙΩΣΕΙΣ

1. Νέου τύπου ηλιακό θερμικό σύστημα, αποτελούμενο από συλλέκτη φωτός και από σύστημα κυκλοφορίας για τη μεταφορά της παραγόμενης θερμότητας χαρακτηριζόμενο από το ότι ο συλλέκτης είναι σωλήνας κενού (1) που καταλήγει σε ψύκτρα (2), εντός σωλήνα (3) που αποτελεί το σύστημα κυκλοφορίας με ανεμιστήρα (4) για την απαγωγή του αέρα και αεραγωγό (5) για τη θέρμανση του χώρου.

2. Νέου τύπου ηλιακό θερμικό σύστημα, σύμφωνα με την αξίωση 1, χαρακτηριζόμενο από το ότι ως συλλέκτης φωτός χρησιμοποιείται φακός Fresnel (13) που καταλήγει σε εστία (14), είτε επίπεδος συλλέκτης (11) περιβαλλόμενος υπό γωνία από καθρέπτες (17), είτε κάτοπτρο (18) που εκπέμπει την ακτινοβολία σε συλλέκτη εγκιβωτισμένο σε διάφανο πολυκαρβονικό υλικό (19), είτε επιφάνεια (23) βαμμένη με ηλεκτροχρωμική βαφή, είτε αναδιπλούμενη, βαμμένη συλλεκτική επιφάνεια (24), αναπτυσσόμενη εντός ρολού (21) που κλείνει αεροστεγώς έναν χώρο.

3. Νέου τύπου ηλιακό θερμικό σύστημα, σύμφωνα με την αξίωση 1, χαρακτηριζόμενο από το ότι ως σύστημα κυκλοφορίας χρησιμοποιείται αγωγός με νερό που καταλήγει σε θερμαντικό σώμα (7) και δοχείο αδρανείας (8), είτε αγωγός με φρέον, είτε κλειστό κύκλωμα με φρέον (9) θερμαινόμενο εξ’ επαγωγής από κύκλωμα αέρα (10) εντός του οποίου βρίσκεται, είτε ελαστική φυσούνα (15) επί ραγών κίνησης (16) εντός της οποίας κυκλοφορεί ο θερμός αέρας, είτε περίκλειστος αεροστεγώς από ρολό (21) χώρος, μέσα στον οποίο εγκλωβίζεται ο θερμός αέρας.