HRP20180464A2 - Fasadni toplozračni solarni panel - Google Patents

Fasadni toplozračni solarni panel Download PDF

Info

Publication number
HRP20180464A2
HRP20180464A2 HRP20180464AA HRP20180464A HRP20180464A2 HR P20180464 A2 HRP20180464 A2 HR P20180464A2 HR P20180464A A HRP20180464A A HR P20180464AA HR P20180464 A HRP20180464 A HR P20180464A HR P20180464 A2 HRP20180464 A2 HR P20180464A2
Authority
HR
Croatia
Prior art keywords
air
panel
facade
solar
room
Prior art date
Application number
HRP20180464AA
Other languages
English (en)
Inventor
Mladen Stupnišek
Original Assignee
Mladen Stupnišek
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mladen Stupnišek filed Critical Mladen Stupnišek
Priority to HRP20180464AA priority Critical patent/HRPK20180464B3/hr
Priority to PCT/HR2019/000005 priority patent/WO2019180470A1/en
Publication of HRP20180464A2 publication Critical patent/HRP20180464A2/hr
Publication of HRPK20180464B3 publication Critical patent/HRPK20180464B3/hr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/60—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
    • F24S20/66—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings in the form of facade constructions, e.g. wall constructions
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/88—Curtain walls
    • E04B2/90—Curtain walls comprising panels directly attached to the structure
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F13/00—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings
    • E04F13/07—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor
    • E04F13/08—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements
    • E04F13/0862—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements composed of a number of elements which are identical or not, e.g. carried by a common web, support plate or grid
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F13/00—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings
    • E04F13/07—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor
    • E04F13/08—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements
    • E04F13/0875—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements having a basic insulating layer and at least one covering layer
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F13/00—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings
    • E04F13/07—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor
    • E04F13/08—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements
    • E04F13/12—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements of metal or with an outer layer of metal or enameled metal
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F13/00—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings
    • E04F13/07—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor
    • E04F13/08—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements
    • E04F13/0869—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements having conduits for fluids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Building Environments (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Panel je namijenjen za oblaganje osunčanih zidova slabo toplinski izoliranih stambenih i nestambenih zgrada radi postizanja boljeg energetskog stanja. Tanki aluminijski lim, savijanjem i zavarivanjem oblikovan u kompaktni okvir (1) odabrane dekorativne fasadne boje daje kvalitetnu fasadu a debela toplinska izolacija (15) doprinosi niskoenergetskoj gradnji. Osim te temeljne funkcije fasadnog panela, ova konstrukcija sadržava i funkciju toplozračnog solarnog kolektora za zagrijavanje prostorije u zimskog periodu kao i za ventiliranje prostorije i ventiliranje fasade u ljetnom periodu. Kroz tanki fasadni aluminijski apsorpcijski lim (1) apsorbirana sunčeva toplina prenosi se na zrak u zračnom kanalu (18), koji se diže prema gore i prolazi kroz gornju spojnu cijev (7) u prostoriju. Iz prostorije hladniji zrak ulazi kroz donju spojnu cijev (26) u zračni kanal (18) ostvarujući prirodnu termosifonsku cirkulaciju zraka u funkciji tzv. pasivnog toplozračnog solarnog kolektora. Cirkulacija zraka se može pojačati ugrađenim ventilatorom (28) kojeg pokreće struja fotonaponskog solarnog modula (17), istovremeno osunčanog, ili se priključuje na električnu mrežu zgrade preko termostata (21) i senzora temperature panela (19), čime se postiže funkcija tzv. aktivnog toplozračnog solarnog kolektora.Panel is intended for coating sunny walls with poor thermal insulation of residential and non-residential buildings to achieve a better energy status. Thin aluminium sheet, shaped by bending and welding into a compact frame (1) of selected decorative façade paint provides high quality façade and thick thermal insulation (15) contributes to low-energy construction. Apart from this basic function of the façade panel, this design also comprises a solar thermal collector for heating the room during winter, as well as for room ventilation and façade ventilation in summer. Through the thin façade aluminium absorption plate (1) the absorbed solar heat is transferred to the air in the air duct (18), which rises upward and passes through the upper connecting pipe (7) into the room. From the room, the cooler air enters the lower connecting pipe (26) into the air duct (18), achieving natural radiant air circulation in the so-called "passive solar thermal collector. The air circulation can be amplified by a built-in fan (28) powered by photovoltaic solar module (17) current, which is simultaneously exposed to sunlight or connected to the electrical network of the building via thermostat (21) and the panel temperature sensor (19), achieving the function of the so-called active solar thermal collector.

Description

Područje na koje se izum odnosi
Predmet izuma je nova konstrukcija solarnog (sunčanog) fasadnog panela za stambene i nestambene zgrade koji sadržava dekorativnu limenu fasadu, toplinsku izolaciju primjerenu niskoenergetskoj gradnji i sustav za neposredno toplozračno solarno zagrijavane te ventiliranje zgrade i ventiliranje fasade. Prema međunarodnoj klasifikaciji patenata izum spada u područje F24J2/04: Upotreba sunčeve topline, kolektori s vođenjem radnog medija kroz kolektor.
Tehnički problem
Stambene i nestambene zgrade, zbog nedovoljne toplinske izolacije, troše previše energije za njihovo zagrijavanje u zimskom periodu a u ljetnom periodu za hlađenje. Time su troškovi previsoki za domačinstva a i za društvo jer energija postaje sve skuplja i ograničena. Zbog toga se, pored primjene bolje toplinske izolacije, razvijaju i primjenjuju solarni kolektori, fotonaponski i toplovodni, prigrađeni na krov a u novije vrijeme i tzv. solarne fasade. Međutim, zbog visokih troškova i dugog vremena amortizacije, takova primjena solarne energije se ne razvija dovoljno brzo.
Stanje tehnike
Pored razvoja odvojenih solarnih kolektora, razvijaju se i solarni (sunčevi) kolektori (pretvornici) integrirani u fasade (Building Integrated Solar Colectors, Solar Facades), koje još uključuju učinkovitu toplinsku izolaciju zida, dekorativnu fasadu i ventiliranje fasade ljeti. To su u osnovi tzv. ventilirane fasade s dograđenim solarnim kolektorima za solarno zagrijavanje za sunčana vremena. Pojedinačni paneli solarnih fasada pričvršćuju se na postojeći zid zgrade kao dodatni element zgrade za razliku od tzv. solarnih zidova, koji uključuju i vanjski zid zgrade i spadaju u skupinu tzv. Trombe zidovi (Trombe wall). Oni su bili razvijani prije više desetljeća i primjenjivani kod izgradnje manjih samostojećih zgrada, kod kojih je vanjski zid zgrade bio istovremeno i toplinska izolacija. Solarne fasade se dograđuju na vanjski zid zgrade, toplinski je izoliraju i prihvaćaju sunčevo zračenje za osunčana vremena, Postoje 3 vrste solarnih fasada prema vrsti ugrađenih solarnih kolektora: fotonaponski, toplovodni i toplozračni. Fotonaponski i toplovodni solarni kolektori zahtijevaju i dodatnu infrastrukturu unutar zgrade što dodatno povećava troškove primjene. Oni omogućavaju ventiliranje fasade ali ne i ventiliranje prostorije. Kod toplozračnih solarnih fasada toplina se izravno prenosi u zgradu bez potrebe unutarnje infrastrukture pa su ukupni troškovi niži od od onih kod primjene fotonaponskih i toplovodnih solarnih fasada. Osnovna značajka postojećih konstrukcija fasadnih toplozračnih solarnih panela je da imaju pravokutni okvir od namjenskih aluminijskih profila, kod kojih je na osunčanoj vanjskoj strani panela pričvršćena prozirna staklena ploča a ispod nje zračni kanal te apsorbcijska ploča. Kroz zračni kanal struji zrak iz prostorije te se zagrijava toplinom iz apsorbcijske ploće dobivene prolaskom sunčeva zračenja kroz prozirnu staklenu ploču. Prozirna ploča služi za sprječavanje odnošenja topline vjetrom ali to i smanjuje prolaz sunčeva zračenja na apsorbcijsku ploču. Apsorbirana toplina zagrijava zrak u zračnom kanalu te se on prirodnim toplinskim uzgonom diže prema gore te kroz gornju spojnu cijev ulazi u prostoriju zgrade dok hladniji zrak pri dnu prostorije prolazi spontano kroz donju spojnu cijev u zračni kanal. Time se ostvaruje prirodno cirkuliranje zraka i prenošenje topline u funkciji tzv. pasivnog toplozračnog solarnog kolektora, bez prinudne cirkulacije. Fasadni toplozračni solarni panel (EP2520870) sastoji se iz dva dijela radi usklađenja dviju priključnih cijevi za zrak na ukupnoj visini etaže s podovima a radi cjelovitog pokrivanja fasade. Posebnost ovoga panela je i da se ispod apsorbcijske ploče nalazi i toplinski akumulacijski sloj za zadržavanje akumulirane topline za produženje grijanja. Znakovito je da je kod ove konstrukcije panela predviđena samo minimalna debljina toplinske izolacije, za zadržavanje akumulirane topline u panelu a ne i za toplinsko izoliranje zida zgrade. Sustavom zračnog kanala s dva trosmjerna ventila omogućuje se, osim zagrijavanja unutarnjega zraka, i ventiliranje prostorije i ventiliranje fasade. Navedeni panel se pričvršćuju na zid zgrade vanjskom nosivom podkonstrukcijom, što također povećava ukupnu cijenu fasada.
Izlaganje suštine izuma
U usporedbi s postojećim konstrukcijama fasadnih toplozračnih solarnih panela, razvijeni panel nema prozirnu staklenu ploču na osunčanoj strani, nema profilni aluminijski okvir i ne zahtijeva vanjsku noseću konstrukciju. Osnovna značajka je da je apsorbcijska ploča (tanki dekorativni fasadni aluminijski lim) na vanjskoj osunčanoj strani, ali na svim pravokutnim rubnim stranama dva puta savijen okomito i zavarivanjem povezan u kompaktan okvir panela (1). Okvir (1) je dilatacijski spojen s donjom i gornjom nosećom profilnom trakom (20 i 13), kroz koje prolaze zavarene aluminijske spojne cijevi za zrak (26 i 7), koje se ugrađuju kroz dva provrta u zidu zgrade (6) i vijčanim stezačima (25 i 9) pričvršćuju panel s unutarnje strane zida zgrade. Na unutarnjim stranama spojnih cijevi za zrak ugrađene su cijevne zaklopke (24 i 10) te jednosmjerna zaklopka (11) u gornjoj spojnoj cijevi, koja sprječava prostrujavanje zraka u suprotnom smjeru, kada je vani temperatura od temperature u prostoriji. U donjoj spojnoj cijevi (26) su prigušne pregrade (27) i ventilator (28) za pojačavanje cirkulacije zraka a spojna cijev završava s razdjelnikom zraka (29), dok gornja spojna cijev (7) završava sa sabirnikom zraka (14). Time se postiže jednoliko strujanje zraka po cijeloj širini zračnog kanala (18).
Unutar kompaktnog okvira panela (1) je negoriva toplinska izolacija (15) zahtijevane debljine, primjerene niskoenergetskoj gradnji, u zaštitnoj paropropusnoj foliji (16) i zračni kanal (18), koji polazi od donjeg rupičastog otvora panela (31) s donjom polužnom zaklopkom (30) i završava kod gornjeg rupičastog otvora panela (3) s gornjom polužnom zaklopkom (4). Polužne zaklopke (4 i 30) pokreću se linearnim aktuatorima (12 i 23) iz unutarnje strane zida pomoću poveznih šipki. Dvije cijevne zaklopke za zrak (10 i 24) i dvije polužne zaklopke u panelu (4 i 30) omogućavaju slijedeće funkcije panela, prikazane na crtežu 2: a. Solarno zagrijavanje prostorije prostrujavanjem unutarnjeg zraka, b. Ventiliranje prostorije prostrujavanjem solarno zagrijanog vanjskog zraka, c. Ventiliranje prostorije prostrujavanjem vanjskog zraka, d. Ventiliranje fasade prostrujavanjem vanjskog zraka. Moguće su i kombinacije istovremenim otvaranjem dva otvora za ulazak zraka. Razvijeni panel zato ima višestruku funkciju a to su: kvalitetna dekorativna fasada s odgovarajućim svojstvima apsorbiranja sunčeva zračenja i prijenosa topline na prostrujavajući zrak, negoriva toplinska izolacija primjerena niskenergetskoj gradnji, toplozračno solarno zagrijavanje prostorija, ventiliranje prostorije i ventiliranje fasade prilagođeno vremenskim uvjetima i potrebama. Time se postiže visoki energetski status zgrade. Za razliku od navedenog fasadnog toplozračnog solarnog panela (EP2520870), ovaj panel ima ugrađen ventilator (28) u donjoj spojnoj cijevi (26) za intenziviranje cirkuliranja zraka i intenziviranje prijenosa topline da se osim prirodnog, tzv. pasivnog, solarnog zagrijavanje može primijeniti i tzv. aktivno solarno zagrijavanje. Pogon ventilatora može se ostvariti na dva načina, izravnim priključenjem na fotonaponski solarni modul (17), koji je istovremeno osunčan kada i panel, ili priključkom na unutarnju električnu instalaciju a uz mjerenje temperature senzorom (19) na panelu i primjenu termostata (21). Fotonaponski solarni modul može biti prigrađen izravno na prednju stranu fasadnog panela ili odvojen na drugom osunčanom mjestu za pojedinačne panele ili zajednički za više fasadnih panela. Polužne zaklopke (4 i 30) i cijevne zaklopke (10 i 24) mogu biti upravljane mehanički ili elektromehanički, ovisno o broju panela i načinom upravljanja njima, čime se postiže fleksibilno prilagođenje svakom stambenom objektu i potrebama. Pričvršćenje panela pomoću aluminijskih cijevi za zrak (7 i 26) i vijčanih stezača (9 i 25) s prstenastim pločama (8 i 22) provodi se s unutarnje strane zida zgrade tako da na vanjskoj strani zida nije potrebna nikakva noseća podkonstrukcija a panel se ne može demontirati sa vanjske strane zida zgrade. Visina panela može se prilagoditi svakoj visini stambene etaže, uključujući i debljinu stropa a širina panela se može prilagoditi svakoj širini zida i otvorima (prozorima) u njima. Osim na fasadama, panel se može primjenjivati i na kosim krovovima zgrada.
Tablica 1.: Usporedba osnovnih obilježja navedenih toplozračnih panela
Kratak opis crteža
Crtež 1 prikazuje presjek na zid zgrade ugrađenog fasadnog topozračnog solarnog panela sa sastavnim dijelovima i pripadnim pozivnim oznakama. Razvijeni panel, pričvršćen na zid zgrade (6), sastoji se od tankog dekorativnog apsorbcijskog lima, na sve četiri pravokutne strane dva puta savijen okomito formirajući kompaktni okvir panela (1). U okviru panela je negoriva toplinska izolacija (15) u zaštitnoj paropropusnoj foliji (16) te zračni kanal (18) i senzor temperature (19). Na donjoj bočnoj stranici okvira je donji rupičasti otvor panela (31) s donjom polužnom zaklopkom (30), koja je spojnom šipkom povezana s donjim linearnim aktuatorom (23) za otvaranje i zatvaranje donjeg otvora panela.
Na gornjoj bočnoj stranici okvira panela je gornji rupičasti otvor panela (3) s gornjom polužnom zaklopkom (4), koja je spojnom šipkom povezana s gornjim linearnim aktuatorom (12) za otvaranje i zatvaranje gornjeg otvora panela. Donji dio panela dilatacijski je povezan s donjom nosećom profilnom trakom panela (20), kroz koju je učvršćena donja spojna cijev za zrak (26), koja prolazi kroz donju rupu u zidu zgrade (6). Na unutarnjoj strani zida donja spojna cijev za zrak ima donji vijčani stezač panela (25) s donjom prstenastom pločom (22) i donju cijevnu zaklopku (24). Gornji dio panela je dilatacijski povezan s gornjom nosećom profilnom trakom panela (13), kroz koju je učvršćena gornja spojna cijev za zrak (7), koja prolazi kroz rupu u zidu zgrade (6), na unutarnjoj strani zida ima gornji vijčani stezač panela (9) s gornjom prstenastom pločom (8). U gornjoj spojnoj cijevi za zrak (7) je gornja cijevna zaklopka (10) i jednosmjerna zaklopka (11). Donja spojna cijev za zrak (26) ima ugrađene prigušne pregrade (27) i ventilator (28) a nastavlja se razdjelnikom zraka (29), koji raspoređuje zrak iz cijevi na cijelu širinu zračnog kanala (18) te se kroz sabirnik zraka (14) usmjerava u gornju spojnu cijev za zrak (7). Na gornjem dijelu panela pričvršćen je fotonaponski solarni modul (17) i odstojna brtva (2) prema drugom panelu iznad prvog panela. Brtva (5) je montirana na cijeli unutarnji dio okvira panela (1) i naslanja se na zid zgrade (6).
Crtež 2 prikazuje 4 osnovna primjera položaja cijevnih zaklopki i polužnih zaklopki panela za slijedeće funkcije panela:
2a: Solarno zagrijavanje prostorije prostrujavanjem unutarnjeg zraka: otvorena donja cijevna zaklopka (24) i gornja cijevna zaklopka (10).
2b: Ventiliranje prostorije prostrujavanjem solarno zagrijanog vanjskog zraka: otvorena donja polužna zaklopka (30) i gornja cijevna zaklopka (10).
2c: Ventiliranje prostorije prostrujavanjem vanjskog zraka: otvorena donja polužna zaklopka (30) i donja cijevna zaklopka (24).
2d: Ventiliranje fasade prostrujavanjem vanjskog zraka: otvorena donja polužna zaklopka (30) i gornja polužna zaklopka (4).
Detaljan opis najmanje jednog od načina ostvarivanja izuma
Fasadni toplozračni solarni panel ima temeljne funkcije; kvalitetnu aluminijsku fasadu odabrane dekorativne boje i dobru toplinsku izolaciju zida primjerenu za niskoenergetske zgrade. Osim temeljne funkcije, fasadni toplozračni solarni panel služi i za toplozračno solarno zagrijavanje zgrade kao i za ventiliranje zgrade i ventiliranje fasade na slijedeće načine:
1. Solarno zagrijavanje prostorije prostrujavanjem unutarnjeg zraka, crtež 2a.:
Otvori se gornja cijevna zaklopka (10) i donja cijevna zaklopka (24) a ostale zaklopke (4 i 30) su zatvorene. Zrak u zračnom kanalu (18) se zagrijava kroz osunčani apsorbcijski lim panela (1), prirodnim termosifonskim uzgonom diže se prema gore te prolazi kroz sabirnik zraka (14) i gornju spojnu cijev za zrak (7), gornju cijevnu zaklopku (10) i jednosmjernu zaklopku (11) u zagrijavanu prostoriju. Hladni zrak iz prostorije prolazi kroz donju cijevnu zaklopku (24), donju spojnu cijev (26) i razdjelnik zraka (29) u zračni kanal (18) te se uključuje u spontano kružno cirkuliranje zraka. Jednosmjerna zaklopka (11) sprječava prostrujavanje zraka u suprotnom smjeru, kada je zrak u panelu hladniji od zraka u prostoriji. Cirkuliranje zraka se može pojačati ventilatorom (28) izravno povezanim s fotonaponskim solarnim modulom (17) ili uključenjem na električnu mrežu zgrade preko termostata (21), koji je povezan sa senzorom temperature panela (19).
2. Ventiliranje prostorije prostrujavanjem solarno zagrijanog vanjskog zraka, crtež 2b.:
Otvori se donja polužna zaklopka (30) i gornja cijevna zaklopka (10) a ostale zaklopke (4 i 24) su zatvorene. Vanjski zrak ulazi kroz donji rupičasti otvor panela (31), prolazi kroz zračni kanal (18), gdje se zagrijava kroz osunčani fasadni apsorbcijski lim i prolazi kroz sabirnik zraka (14), gornju spojnu cijev (7), otvorenu gornju cijevnu zaklopku (10) i jednosmjernu zaklopku (11) te zagrijan ulazi u prostoriju.
3. Ventiliranje prostorije prostrujavanjem vanjskog zraka, crtež 2c.:
Otvori se donja polužna zaklopka (30) i donja cijevna zaklopka (24) a ostale zaklopke (4 i 10) su zatvorene. Vanjski zrak ulazi kroz donji rupičasti otvor panela (31), prolazi kroz razdjelnik zraka (29), donju spojnu cijev (26) i otvorenu donju cijevnu zaklopku (24) te ulazi u prostoriju bez zagrijavanja.
4. Ventiliranje fasade prostrujavanjem vanjskog zraka, crtež 2d.:
Otvori se donja polužna zaklopka (30) i gornja polužna zaklopka (4) a ostale zaklopke (10 i 24) su zatvorene. Vanjski zrak ulazi kroz donji rupičasti otvor panela (31), prolazi kroz zračni kanal (18) i gornji rupičasti otvor panela (3) izvan panela, hladeći osunčanu fasadu.
Način primjene izuma
Fasadni toplozračni solarni panel može se dograditi na osunčani zid slabo toplinski izolirane stambene ili nestambene zgrade radi postizanja kvalitetne fasade i toplinske izolacije ali i za korištenje sunčeve energije za izravno solarno zagrijavanje prostorija, ventiliranje prostorija kao i za ventiliranje fasade tijekom ljeta. Na zidu zgrade potrebno je učiniti dva provrta, jedan pri dnu prostorije a drugi pri vrhu prostorije. Kroz donji provrt zida (6) ugradi se donja spojna cijev za zrak (26) te s unutarnje strane zida dogradi donji vijčani stezač (25), donji linearni aktuator (23) i donja cijevna zaklopka (24). Istovremeno se kroz gornji provrt zida ugradi i gornja spojna cijev za zrak (7) te s unutarnje strane zida dogradi gornji vijčani stezač (9), gornja cijevna zaklopka (10) i jednosmjerna zaklopka (11).
Panel se pričvršćuje pomoću vijčanih stezača (9 i 25) na spojnim cijevima (7 i 26) pritezanjem na prstenaste ploče (8 i 22) s unutarnje strane zida zgrade. Panel se može koristiti kao „pasivan“, bez dodatnog pojačanja cirkuliranja zraka ili kao „aktivan“ pojačanom cirkulacijom zraka pomoću ventilatora. Ventilator (28) za pojačavanje cirkuliranja zraka kroz panel može biti pogonjen izravnim spojem na fotonaponski solarni modul (17) ili spojen na električnu instalaciju zgrade preko termostata (21), povezanog sa senzorom temperature panela (19). Ovaj panel se može koristiti kroz cijelu kalendarsku godinu na četiri opisana načina otvaranjem odgovarajućih zaklopki mehanički ili elektromehanički. U zimskom periodu primjenjuje se solarno toplozračno zagrijavanje prostorije prostrujavanjem unutarnjeg zraka, opis na crtežu 2a, a može i ventiliranje prostorije prostrujavanjem solarno zagrijanog vanjskog zraka, opis na crtežu 2b. U zimskom periodu, pored zagrijavanja unutarnjeg zraka, može se istovremeno uvoditi i vanjski zrak kroz donji rupičasti otvor panela (31) radi potrebnog ventiliranja prostorije, spajanjem dvije funkcije panela (2a + 2b). U ljetnom periodu potrebno je primjenjivati ventiliranje fasade prostrujavanjem vanjskog zraka, opis na crtežu 2d, a po potrebi može i ventiliranje prostorije prostrujavanjem vanjskog zraka, opis na crtežu 2c. U ljetnom periodu, pored ventiliranja fasade, može se istovremeno uvoditi i vanjski zrak kroz otvorenu donju cijevnu zaklopku (24) i za ventiliranje prostorije, spajanjem dvije funkcije panela (2c + 2d). Osim na fasade, panel se može primijeniti također i na kosim krovovima zgrada.
Popis upotrijebljenih pozivnih oznaka
1. Fasadni okvir panela
2. Odstojna brtva panela
3. Gornji rupičasti otvor panela
4. Gornja polužna zaklopka
5. Brtva panela na zid
6. Zid zgrade
7. Gornja spojna cijev za zrak
8. Gornja prstenasta ploča
9. Gornji vijčani stezač panela
10. Gornja cijevna zaklopka
11. Jednosmjerna zaklopka
12. Linearni aktuator gornje polužne zaklopke
13. Gornja noseća traka panela
14. Sabirnik zraka
15. Toplinska izolacija
16. Zaštitna folija toplinske izolacije
17. Fotonaponski solarni modul
18. Zračni kanal panela
19. Senzor temperature panela
20. Donja noseća traka panela
21. Termostat
22. Donja prstenasta ploča
23. Linearni aktuator donje polužne zaklopke
24. Donja cijevna zaklopka
25. Donji vijčani stezač panela
26. Donja spojna cijev za zrak
27. Prigušne pregrade
28. Ventilator
29. Razdjelnik zraka
30. Donja polužna zaklopka
31. Donji rupičasti otvor panela
2a. Solarno zagrijavanje prostorije prostrujavanjem unutarnjeg zraka
2b. Ventiliranje prostorije prostrujavanjem solarno zagrijanog vanjskog zraka
2c. Ventiliranje prostorije prostrujavanjem vanjskog zraka
2d. Ventiliranje fasade prostrujavanjem vanjskog zraka

Claims (11)

1. Fasadni toplozračni solarni panel, koji se sastoji od okvira, povezanog s fasadnom pločom, pričvršćenog na zid zgrade (6 ), u kojemu je zračni kanal (18 ), povezan s dvije spojne cijevi za zrak (7 i 26) sa zapornim uređajima, koje kroz zid zgrade ulaze u prostoriju, naznačen time, da je fasadna ploča na sve četiri strane dva puta okomito savijena i spojena u kompaktni fasadni okvir (1), koji ima donji otvor za zrak (31) i gornji otvor za zrak (3) a spojen je profiliranim nosećim trakama (13 i 20) s ugrađenim spojnim cijevima za zrak (7 i 26) a unutar okvira panela je debela toplinska izolacija (15),
2. Panel prema zahtjevu 1, naznačen time, da je fasadni okvir (1) izrađen od tankog aluminijskog lima odabrane dekorativne boje dobivene bojanjem, plastificiranjem ili eloksiranjem,
3. Panel prema zahtjevu 2, naznačen time, da savijene stranice fasadnog okvira (1) mogu biti spojene zavarivanjem, zakovicama ili vijcima,
4. Panel prema zahtjevu 1, naznačen time, da spojne cijevi za zrak (7 i 26), spojene s nosećim trakama panela (13 i 20), nose panel a vijčanim stezačima (9 i 25) i prstenastim pločama (8 i 22) pričvršćuju panel s brtvom (5) na zid zgrade (7),
5. Panel prema zahtjevu 4, naznačen time, da je u donjoj spojnoj cijevi za zrak (26) ugrađen ventilator (28), prigušne pregrade (27) i donja cijevna zaklopka (24) a u panelu spojna cijev završava s razdjelnikom zraka (29),
6. Panel prema zahtjevu 4, naznačen time, da je u gornjoj spojnoj cijevi za zrak (7) ugrađena gornja cijevna zaklopka (10) i jednosmjerna zaklopka (11) a u panelu spojna cijev završava sabirnikom zraka (14),
7. Panel prema zahtjevu 4, naznačen time, da se cijevne zaklopke (10 i 24) otvaraju mehanički ili elektromehanički,
8. Panel prema zahtjevu 1, naznačen time, da se otvori za zrak (3 i 31) otvaraju polužnim zaklopkama (4 i 30), preko poveznih šipki pomoću linearnih aktuatora (12 i 23), mehanički ili elektromehanički,
9. Panel prema zahtjevu 1, naznačen time, da se za toplinsku izolaciju (15) primjenjuje negoriva mineralna vuna zaštićena od erozije paropropusnom vodoodbojnom folijom (16),
10. Panel prema zahtjevu 5, naznačen time, da ventilator (28) može biti pogonjen izravno priključkom na fotonaponski solarni modul (17) ili priključkom na električnu mrežu zgrade preko termostata (21), povezanim sa senzorom temperature panela (19),
11. Panel prema zahtjevu 1, naznačen time, da se panel može primjenjivati za vanjskih zidova zgrada kvalitetnom dekorativnom fasadom s negorivom toplinskom izolacijom, primjereno niskoenergetskoj gradnji, toplozračno solarno zagrijavanje prostorija (2a), ventiliranje prostorije prostrujavanjem solarno zagrijanog vanjskog zraka (2b), ventiliranje prostorije prostrujavanjem vanjskog zraka (2c) i ventiliranje fasade prostrujavanjem vanjskog zraka (2d), otvaranjem označenih zaklopki.
HRP20180464AA 2018-03-19 2018-03-19 Fasadni toplozračni solarni panel HRPK20180464B3 (hr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HRP20180464AA HRPK20180464B3 (hr) 2018-03-19 2018-03-19 Fasadni toplozračni solarni panel
PCT/HR2019/000005 WO2019180470A1 (en) 2018-03-19 2019-03-13 Hot air facade mounted solar panel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HRP20180464AA HRPK20180464B3 (hr) 2018-03-19 2018-03-19 Fasadni toplozračni solarni panel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HRP20180464A2 true HRP20180464A2 (hr) 2019-10-04
HRPK20180464B3 HRPK20180464B3 (hr) 2020-11-13

Family

ID=66166261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HRP20180464AA HRPK20180464B3 (hr) 2018-03-19 2018-03-19 Fasadni toplozračni solarni panel

Country Status (2)

Country Link
HR (1) HRPK20180464B3 (hr)
WO (1) WO2019180470A1 (hr)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7296333B2 (ja) * 2020-03-23 2023-06-22 ミサワホーム株式会社 太陽光発電集熱システム
CN118309195B (zh) * 2024-06-07 2024-09-17 辽宁舒哲建筑工程有限公司 一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US246626A (en) * 1881-04-11 1881-09-06 Edward S Morse Warming and ventilating apartments by the sun's rays
US4237865A (en) * 1979-03-02 1980-12-09 Lorenz Peter J Solar heating siding panel
JPS58168845A (ja) * 1982-03-30 1983-10-05 Aruna Koki Kk 太陽熱利用換気装置
DE3516515A1 (de) * 1985-05-08 1986-11-13 Hans-Joachim 3304 Wendeburg Diederichs Waermeenergie - element
DE9116975U1 (de) * 1990-04-28 1995-02-16 Rud. Otto Meyer-Umwelt-Stiftung, 22047 Hamburg Anlage zum Heizen und/oder Kühlen eines Gebäudes mit Solarenergie unter Verwendung von transparenter Wärmedämmung
JP2848221B2 (ja) * 1993-12-16 1999-01-20 鹿島建設株式会社 太陽電池組み込み省エネ型カーテンウォール
EP2520870B1 (en) 2009-12-29 2014-03-05 Fundacion Tecnalia Research & Innovation Passive solar collector module for building envelope
CN101761150A (zh) * 2010-01-19 2010-06-30 华北电力大学 一种高效太阳能相变蓄热集热墙系统

Also Published As

Publication number Publication date
HRPK20180464B3 (hr) 2020-11-13
WO2019180470A1 (en) 2019-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Khedari et al. Experimental study of a roof solar collector towards the natural ventilation of new houses
US4323054A (en) Solar energy collection system
Kalogirou et al. Energy analysis of buildings employing thermal mass in Cyprus
US8152608B1 (en) Solar energy intercept and waste heat recovery system
US20080209907A1 (en) Solar-architectural material and building integrative solar energy utilization
US20070277811A1 (en) Method and apparatus for cooling ventilation air for a building
US20040237960A1 (en) Solar air conditioning system
US20060124276A1 (en) Solar energy system
CN2806646Y (zh) 太阳能冬暖夏凉楼房
US4557253A (en) Solar collector employing conventional siding, and air distribution system therefor
HRP20180464A2 (hr) Fasadni toplozračni solarni panel
CA2615086A1 (en) Roof-mounted ventilation air duct
US20110168165A1 (en) Free-convection, passive, solar-collection, control apparatus and method
CN105910300A (zh) 夹角型太阳能电池板集热幕墙与屋面及通风空调系统
TW579416B (en) Solar energy air conditioning system
Khedari et al. Expertmental study of a roof solar collector towards the natural ventilation of new habitations
US4307776A (en) Heating method and apparatus
Tabriz et al. Review of architectural day lighting analysis of photovoltaic panels of BIPV with zero energy emission approach
CN201191056Y (zh) 太阳能热压通风屋面
HRP20201784A1 (hr) Toplozračni solarni panel
KR101484019B1 (ko) 태양광 집열기능이 구비된 블라인드
JP2555567Y2 (ja) ソーラーシステムにおける集熱装置
NL8100944A (nl) Klimatiseringssysteem voor gebouwen.
EP3287713B1 (en) Modular façade or covering element with solar energy recovery for water heating, air conditioning and ventilation
Pasini et al. Systems design of the Canadian solar decathlon house

Legal Events

Date Code Title Description
A1OB Publication of a patent application
ODRP Renewal fee for the maintenance of a patent

Payment date: 20200128

Year of fee payment: 3

AKOB Publication of a request for the grant of a patent not including a substantive examination of a patent application (a consensual patent)
PKB1 Consensual patent granted
ODRP Renewal fee for the maintenance of a patent

Payment date: 20210211

Year of fee payment: 4

ODRP Renewal fee for the maintenance of a patent

Payment date: 20220211

Year of fee payment: 5

ODRP Renewal fee for the maintenance of a patent

Payment date: 20230227

Year of fee payment: 6

ODRP Renewal fee for the maintenance of a patent

Payment date: 20240808

Year of fee payment: 7