HUT68291A - Device for collecting solar energy and transferring it to a receiving medium to be heated - Google Patents

Description

A találmány tárgya berendezés napenergia gyűjtésére és futendő felvevő közeghez történő továbbítására.

Már régen gondoltak arra, hogy a napenergiát összegyüjtsék és ezzel egy felvevő testet melegítsenek, például egy épület külső falát, vagy egy épületen belül a légtérfogatot.

Ez az energianyerés különösen hideg időjárás esetén bír jelentőséggel, amikoris - akár még gyenge napsugárzás esetén is - kiegészítő hőenergiával szolgálhat a felvevő testek melegítésénél, amelyek épületek részeit, vagy más szerkezeti részeket alkotnak.

• · · · · · • · · · • · ♦ «a

- 2 Éne a célra számos eszköz ismeretes, mint például fekete, vagy sötét színű bevonatok, amelyeket a nap sugárzásának kitett felvevő felületekre visznek fel. Ezek a bevonatok, amelyek a fekete test elvén műkődnek, azzal az előnnyel rendelkeznek, hogy nagy mértékben felveszik a napsugárzást, és hőt nyernek ki vele mindazon idő alatt, ameddig azok a nap sugárzásának vannak kitéve.

Amint azonban a sugárzás megszűnik, különösen, amikor a nap lement, ezek a bevonatok a hőveszteségek következtében nagy mennyiségben leadják a hőenergiát, amit előzőleg összegyűjtöttek és tároltak. Az ilyen bevonatoknak a veszteségi tényezője 6-8 W/°C/m² nagyságrendbe esik.

Mivel ezek a veszteségek arányosak a bevonat által felvett hőmérséklet és a külső környezeti közeg hőmérséklete közötti különbséggel, a hő felszabadulása jelentősen nagyobb a nagy hőmérséklet különbségek esetén.

Ezen túlmenően olyan, a napenergiából hőenergiát előállító eszközök ismeretesek, amelyeket átlátszó szigetelésinek is neveznek, amelyek átlátszó, üvegből, vagy műanyagból lévő falak, és amelyek a futendő felvevő felületekkel párhuzamosan, vagy arra merőlegesen húzódnak.

Ezek az átlátszó szigetelések azt a célt szolgálják, hogy a napsugárzást átbocsássák és tárolják a hőenergiát.

Ezeknek az eszközöknek tipikus példája a kertészetekben alkalmazott melegházak.

Ezek az átlátszó szigetelés-típusú eszközök kombinálhatok célszerűen sötét színű bevonatokkal, amint azt már fentebb említettük. Ezeknek is az a hátrányuk, hogy nagy a hőveszteségük akkor, amikor már napsugárzás nem éri azokat.

Ezen túlmenően, a fentiekben említett, ismert eszközöknek az is a hátrányuk, hogy folyamatosan gyűjtik a napenergiát, különösen meleg időben, vagyis akkor, amikor bizonyos alkalmazásoknál a hőenergia kinyerése nem kívánatos, sőt egyenesen hátrányos.

Ezekben az esetekben olyan eszközökre van szükség, amelyekkel ezeket az eszközöket hatástalanítani lehet a felhasználó kívánságának megfelelően.

A találmány elé célul tűztük ki egy olyan eszköz kidolgozását, amellyel napenergiát lehet gyűjteni egy felvevő testen, és amely a fent említett hátrányokat kiküszöböli.

A találmány célja különösen egy olyan eszköznek a kidolgozása, amellyel napenergia összegyűjtése lehetővé válik, és amelynek kicsi a hőveszteségi tényezője.

A találmány célja továbbá egy olyan eszköznek a kidolgozása, amelynek szerkezete egyszerű, és ezért gyártása olcsó.

Az is célja továbbá a találmánynak, hogy egy olyan eszközt hozzunk létre, amellyel lehetővé válik a napenergiának szabályozott módon való összegyűjtése annak érdekében, hogy elkerülhető legyen a fölöslegesen nagy mértékű hőtermelés abban az esetben, ha az eszköz erős napsugárzásnak van kitéve.

További célja a találmánynak egy olyan eszköz kidolgozása, amely épületeken és más szerkezeteken alkalmazható.

A kitűzött célt a bevezetőben körülírt szerkezettel érjük el, amely több, lényegében vízszintes profilú elemeket tartalmaz, amelyek egymáshoz térközzel és egymás felett vannak elrendezve oly módon, hogy egy függönyt alkotnak, amelynek külső felülete alkalmas a nap sugárzásának felvételére és belső felülete • · · ·

- 4 egy felvevő testen helyezhető el, továbbá a profilos elemeknek két reflektáló felületük van, és a profil alakja úgy van megválasztva, hogy közöttük több, a külső felülettől a belső felület felé, felfelé irányuló légcsatoma alakul ki, továbbá, a profilos elemek nem vezetik a hőt a külső felülettől a belső felület felé, a függöny belső felülete oldalán és/vagy a külső felülete oldalán lezáró eszközök vannak alkalmazva annak érdekében, hogy a csatornákban lévő levegő mozgását megakadályozzuk.

A profilos elemek reflektáló felületei ily módon lehetővé teszik a napenergiának a függöny belső felülete felé történő továbbítását, amely a felvevő test oldalán helyezkedik el. Ezen túlmenően a profilos elemek között kialakított csatornákban lévő levegő felmelegszik.

A sűrűség különbségek következtében a meleg levegő felfelé, és a hideg levegő lefelé törekszik. A csatornák felfelé irányuló kialakítása következtében, a meleg levegő felfelé emelkedik a függöny belső felülete felé, ami le van zárva, miközben a hideg levegő lefelé, a függöny külső felülete felé áramlik. Ily módon egy hővezetési dugó jön létre a csatornák felső részében, vagyis a függöny belső felületének közelében, amely a fűtendő felvevő test szomszédságában helyezkedik el.

Ily módon több meleg levegő réteg jön létre, amelyek nem mozognak és amelyek egyúttal nagyon jó szigetelést alkotnak, és így nagyon kicsi a hőveszteségi tényező.

Ezáltal egy nagyon hatásos szigetelőt kapunk, amely szintén lehetővé teszi, hogy rajta a nap energiája áthatoljon és a profilos elemek reflektáló felületein reflexiók jönnek létre. Ez az energia egy felvevő felülethez jut, vagyis • · · ·

- 5 a függöny zárt belső felületéhez, amely előnyösen sötét színű. Ez az energia hőenergiává alakul át, és nem tud többé kifelé elszökni, mivel az infravörös sugárzás csak rosszul reflektálódik. Ezáltal egy hő-visszacsapó szelep jön létre.

A találmány egy első kiviteli alakjánál valamennyi profilos elem egy ívelt profilú, vékony filmből áll, amely rossz hővezető képességű anyagból van kialakítva.

A találmány egy további kiviteli alakjánál a profilos elemek mindegyike két vékony, ívelt profilú filmből van, amelyek rossz hővezető képességű anyagból vannak és egymáshoz két végperem mentén csatlakoznak annak érdekében, hogy közöttük egy levegővel töltött szigetelő tér jöjjön létre.

Ez utóbbi esetben az eszköz szigetelési tulajdonságai tovább javulnak, mivel mindegyik profilos elem tartalmaz egy szigetelést alkotó meghatározott térfogatú levegőt.

Mindkét előző kiviteli alaknál a vékony film előnyösen papírból, kartonból, műanyagokból, vagy más hasonló anyagokból van.

Műanyagból lévő rétegek különösen polietilénből, vagy poliészterből vannak. Átlátszó anyag alkalmazása esetén lehetőség van arra, hogy a film két felülete közül az egyiken egy reflektáló bevonatot hozzunk létre, azonban általában célszerűbb az ilyen bevonatot mindkét felületre felvinni. Lehetséges például, hogy a bevonatokat alumínium lecsapatással hozzuk létre, és a bevonatot előnyösen lakkal védjük. A találmány szerinti megoldás egy további kiviteli alakjánál mindegyik profilos elem szilárd elem, amelynek a profilja egy turbina lapátprofiljának felel meg. Ez a szilárd elem készíthető például műanyagból, betonból, fából, stb.

··:!

- 6 Az előző kiviteli alakok esetén a profilozott elemeknek állandó profiljuk van, amely úgy van megválasztva, hogy a napsugárzás közvetve érje el a felvevő testet többszörös reflexióval a reflektáló felületein, és a felvevő test nem látja a függöny külső felületét annak érdekében, hogy egy sugárzási dugó alakuljon ki. Ilymódon legalább egy sugárzási dugó jön létre.

E célra az eszköz tartalmazhat vagy ívelt profilozott elemeket, vagy teraszos vagy lépcsős profilú profilozott elemeket. Ez utóbbi esetben több, egymás utáni sugárzási dugót kapunk.

Egy lehetséges változat szerint olyan profilú elemeket is alkalmazhatunk, amelyeknek lényegében egyenes profilja van. Ebben az esetben a felvevő test látja a függöny vagy a külső közeg külső felületét, és sugárzási dugó nincs kialakítva.

A profilos elemek profilja az eszköz felállítása földrajzi szélességének függvényében alakítható ki annak érdekében, hogy a napsugárzásnak a csatorna belsejébe történő behatolását optimalizáljuk. Ily módon lehetőség van arra, hogy futsünk hideg vagy téli időben, amikor a nap sugarai a horizonthoz képest kis szögben esnek be és megfordítva, hogy megakadályozzuk ezt a melegítést akkor, amikor a nap sugarai a horizonthoz képest meredeken esnek be.

A találmány egy további kiviteli alakja szerint minden egyes profilos elemnek változtatható profilja van és tartalmaz egy rögzített részt, amely a függönynek egy közbenső tartományából felfelé irányul a függöny belső felülete felé és egy beállítható elforduló része van, amely a függöny külső felületétől a középső tartomány felé nyúlik, amely egy csuklót alkot a rögzített rész és az elforduló rész között.

Ezáltal lehetővé válik a profilos elemek megfelelő elforduló részeinek a beállítása a felvevő felület fűtése érdekében, vagy ellenkezőleg, hogy megakadályozzuk a hevítést a felhasználó kívánsága szerint.

A találmány egy még további kiviteli alakja szerint az eszköz tartalmaz továbbá több segédeszközt, amelyek a profilos elemeket a függöny külső felületének oldalára terjesztik ki, és mindegyik segédeszköznek van egy sötét színű felső felülete, valamint egy alsó reflektáló felülete.

Ezek a segédeszközök lehetnek rögzítettek, vagy mozgathatók, és az eszköz telepítése földrajzi helyzetének megfelelően lehet irányítva.

Ennek megfelelően télen, amikor a napsugárzás a horizonthoz képest kis szög alatt esik be, a gyűrű alakú elemek reflektáló falairól jön létre reflexió, ami a felvevő test felmelegedését hozza létre.

Ezzel szemben nyáron, amikor a napsugárzás a horizonthoz képest meredeken esik be, akkor a sugárzás a segédelemek sötét felső felületeit érik. Ez utóbbiak ily módon felmelegszenek és a keletkező hő kifelé elvezetődik anélkül, hogy a felvevő testet felmelegítené.

Egy másik lehetséges kiviteli változat szerint a profilos elemek úgy vannak elrendezve, hogy a külső felülettől a belső felülethez tartsanak, és a külső felület nagysága nagyobb, mint a belső felület nagysága.

Ennek következtében koncentráló hatás jön létre, amely különösen előnyös lehet egy falnak, egy víztartálynak a melegítése esetén.

A fentiekben ismertetett kiviteli alakoknál az eszköz előnyösen lényegében négyszög alakú panel, amely egy sor profilos elemet tart. Ezáltal a panelok egy műhelyben gyárthatók, és ezt követően telepíthetők a kívánt helyre.

A találmánynak az előzőekben ismertetett különböző kiviteli alakjainál a függöny külső felülete nyitott lehet, vagy egy lehetséges változat szerint le lehet fedve egy átlátszó lemezzel, pl. üveggel vagy műanyaggal. Egy ilyen lemez védi a függönyt, különösen erősen szeles helyeken.

A függöny belső felülete, amely zárt, előnyösen sötét színű, célszerűen fekete bevonattal rendelkezik, így ezt a felületet érő napenergia hőenergiává alakul át.

Az előző kiviteli alakok szerinti eszköz leginkább épületeken kívül alkalmazható, pl. egy függőleges fal mentén. Alkalmazható egy víztartály vagy egy víztároló falán a víz melegítése céljából.

A találmány egy másik kiviteli alakjánál az eszköz önmaga alkothat egy átlátszó vagy nem átlátszó falat.

Ebben az esetben a függöny külső felülete egy átlátszó lemezzel van ellátva, míg a belső felületen egy sötét vagy egy átlátszó lemez van. Abban az esetben, amikor mind a külső felületen, mind a belső felületen átlátszó lemez van, akkor egy átlátszó falat kapunk, ami különösen melegházakhoz, sportcsarnokok üvegfalaként, előadótermekhez, stb. alkalmazható.

A találmány egy további kiviteli alakja szerint az eszköz zsalugáterként alakítható ki, amely megfelel a velencei típusú lécezett zsalugáternek. A profilos elemek ekkor összezárhatok, vagy egymástól szétnyithatók huzalok vagy hasonlók mozgatásával. Ez a zsalugáter (vagy reluxa) előnyösen az épületen belül egy üvegezett felület mögött használható.

Ez utóbbi kiviteli alaknál a záróelemek a függöny belső felületének oldalán, előnyösen a profilos elemek páronként! összekötésével van kialakítva.

Ugyanezen elven lehetséges az eszközt spalettaként kialakítani amely egy épület ablaka előtt vagy mögött alkalmazható, amelynél a profilos elemek mereven vannak egymáshoz rögzítve.

A találmány különböző kiviteli alakjainál a profilos elemek egy lényegében függőleges lapra lehetnek ráhelyezve, pl. a függőlegeshez képest 45° alatt, a futendő felvevő test kialakításának függvényében.

Az alábbiakban a találmány kiviteli alakjait kizárólag példaként ismertetjük a mellékelt rajzok alapján, ahol az

1. ábra a találmány egy első kiviteli alakjának részmetszete, amelynél az eszköz egy felvevő testen van alkalmazva, a

2. ábra a találmány egy második kiviteli alakja szerinti eszköz részmetszete, amely eszköz egy felvevő testen van alkalmazva, a

3. ábra egy panel felülnézete, amely az 1. ábra szerinti eszközt tartja, a

4. ábra a 3. ábra IV-IV vonala mentén vett részmetszet felnagyított képe, az

5. ábra a találmány egy harmadik kiviteli alakja szerinti eszköz részmetszete, amelynél az eszköz egy felvevő testen van alkalmazva, a

6. ábra a találmány egy negyedik kiviteli alakja szerinti eszközének részmetszete, a

7. ábra a találmány egy ötödik kiviteli alakja szerinti eszköz részmetszete, amely megfelel a 2. ábra szerinti eszköznek és amely ezen túlmenően külső segédelemekkel van ellátva, a

8. ábra a találmány egy hatodik kiviteli alakja szerinti eszköz részmetszete, amelynél a profilos elemeknek teraszos vagy lépcsős profiljuk van, a

9. ábra a találmány egy hetedik kiviteli alakja szerinti eszköz részmetszete, amelynél a profilos elemek összetartok, a

10. ábra a találmány nyolcadik kiviteli alakja szerinti eszköz keresztmetszete, amely átlátszó falként szolgál, a

11. ábra a találmány szerinti eszköz keresztmetszete zsalugáterként kialakítva, amely egy üvegezett felület mögött helyezkedik el, a

12. ábra a 11. ábra szerinti eszköz oldalnézete, a szerkezeti kialakítás részleteivel, a

13. ábra a 11. és 12. ábrák szerinti eszköz változatainak oldalnézete, a

14. ábra a találmány szerinti eszköz oldalnézete spalettaként kialakítva, amely egy üvegezett felület mögött helyezkedik el és a

15. ábra a találmány szerinti billenthető profilos elemek oldalnézete.

Az 1. ábrán látható találmány szerinti 10 eszköz egy felvevő testen van alkalmazva, amely a példa szerint egy 14 fal külső 12 felületét alkotja, amely függőleges vagy esetleg a függőlegeshez képest ferdén hajlik.

A 10 eszköz több, lényegében vízszintes, azonos kialakítású, 16 profilos elemekből áll, amelyek egymáshoz képest térközzel és a 12 felülettel párhuzamos síkban egymás fölött helyezkednek el, vagyis lényegében egy függőleges síkban és ezáltal ezek egy függönyt alkotnak. Ennek a függönynek egy külső 18 felülete van, amely alkalmas az R napsugárzás felvételére és ezzel ellentétesen egy belső 20 felület van, amely a 12 felvevő felület oldalán helyezkedik el.

- 11 Valamennyi 16 profilos elem a bemutatott példában vékony filmből van, amelynek ívelt profilja hőt nem vezető anyagból van készítve. A példa szerint ez a film műanyagból, pl. polietilénből vagy poliészterből van, amelynek a vastagsága néhányszor 10 mikron.

Ez a film lehet átlátszó vagy nem átlátszó, és bevonható az egyik felületén, előnyösen azonban mindkét felületén reflektáló réteggel, pl. alumínium réteggel. A reflektáló réteg, amely a film egyik vagy mindkét felületére van felvíve, előnyösen egy átlátszó lakkal van védve. Abban az esetben, ha a film átlátszó, akkor bizonyos esetekben egyetlen reflektáló réteg is elégséges lehet. A bemutatott példában a függöny L vastagsága, amit a 18 külső felület és a belső 20 felület között definiálunk 5-20 cm tartományba eshet és két egymást követő 16 profilos elem közötti I térköz cm nagyságrendbe esik, pl. 2 cm.

Valamennyi 16 profilos elemnek a profil alakja a bemutatott példában úgy van megválasztva, hogy mindenek előtt van egy lényegében vízszintes 22 részük, amely a külső 18 felülettől indul ki és egy 24 ívelt részen keresztül egy lényegében 26 egyenes szakaszhoz csatlakozik, amely fokozatosan emelkedik a belső 20 felület felé.

Mindegyik 16 profilos elem az előzőekben ismertetett anyagú filmből van hajlítva annak érdekében, hogy a bemutatott profil alakját felvegye.

A 16 profilos elemek között 28 légcsatomák alakulnak ki, amelyek egymás utáni légpárnákat alkotnak. Mindegyik 28 légcsatoma a külső 18 felülettől a belső 20 felületig felfelé irányul.

Az eszköznek továbbá 30 lezáró elemei vannak, amelyek a függöny belső 20 felületének oldalán helyezkednek el. Ezeknek különböző alakjuk lehet. A

- 12 bemutatott példában ezt egy hátsó 32 lemez alkotja, amely egyébként több 16 profilos elem tartására szolgál, amint azt az alábbiakban még ismertetjük.

Változatként a 32 lemez helyettesíthető egyetlen szővetanyaggal vagy teljesen el is távolítható abban az esetben, ha a 16 profilos elemek egészen a 12 felvevő felületig érnek. A 32 lemez előnyösen sötét színű bevonattal van ellátva a kifelé néző felületén.

A 30 lezáró eszköznek az a feladata, hogy legalább részben lezárja a 28 csatornáknak a külső 20 felület felöli oldalát.

A bemutatott példában a külső 18 felület egy üvegből vagy műanyagból lévő átlátszó 34 lemezzel van lefedve, amelyen az R napsugárzás át tud hatolni.

Egy változat szerint lehetőség van arra, hogy a külső 18 felületet teljesen nyitva hagyjuk, vagy egy rácsot helyezünk elé a mechanikus behatások elleni védelem céljából, mivel ez a felület kívül van.

A 16 profilos elemeknek a profilja úgy van megválasztva, hogy a függöny belső 18 felületén áthatoló R napsugárzás egymás utáni reflexiókon menjen keresztül a profilos elemeknek reflektáló felületekkel rendelkező részein annak érdekében, hogy a vékonyodó 20 felület felé tudjon terjedni a 28 csatornák emelkedő szakaszait követően. Előnyös azonban, ha a reflexiók számát minimalizáljuk annak érdekében, hogy a minden egyes reflexió esetén fellépő veszteségeket elkerüljük.

A belső 20 felületet elérő rövid hullámhosszú napsugárzás legnagyobb része hosszúhullámú hősugárzássá alakul át, ami többet nem tud kiszabadulni, mivel a belső 20 felület zárt.

• « · · • · · · * > ··♦ « «

- 13 A reflektáló 16 profilos elemek által minden egyes reflexió során kis mennyiségű elnyelt napsugárzás felmelegíti a 28 csatornákban lévő levegőt, a felmelegített levegő kisebb sűrűsége következtében felfelé mozog a belső 20 felület irányában és a hideg levegő nagyobb sűrűsége következtében a belső 18 felület felé lefelé mozog.

Ilyen körülmények között a napsugárzás által felmelegített levegő mozgásképtelen a belső 20 felület oldalán és így felmelegíti a felvevő 12 felületet miközben egy szigetelést hoz létre, megakadályozva ezáltal a felvevő 12 felület gyors kihűlését abban az esetben, ha a 10 eszköz már nem kap több napsugárzást.

A 16 profilos elemek profiljának egy különleges alakját úgy választjuk meg, hogy az az eszköz telepítési helye földrajzi szélességének függvénye, és ezt azért tesszük, hogy figyelembe vegyük az R napsugárzásnak a horizonthoz képesti A beesési szögét.

Valójában a 16 profilos elemek profiljának megfelelő megválasztásával lehetővé válik a fűtő hatás olyan szabályozása, hogy az csak akkor lépjen fel, amikor az A szög meghatározott tartományban van. Ebben az esetben a napsugárzás legnagyobb része eléri a 32 lemezt és azon hővé alakul át, míg a napsugárzás egy kis része elnyelődik a profilos elemeken, ezáltal felmelegítve a csatornában lévő levegőt.

Ily módon biztosítható az, hogy a felvevő 12 felületen felmelegedés csak télen jöjjön létre, amikor az A szög egy meghatározott küszöbérték alatt van, és hogy megakadályozzuk a melegítést nyáron, amikor az A szög a meghatározott küszöbérték fölött van.

• · · ·

- 14 A 2. ábra szerinti kiviteli alak jól megfelel az 1. ábrán bemutatottnak azzal a különbséggel, hogy az olyan 36 elemeket tartalmaz, amelyek mindegyike két vékony 38 és 40 filmből áll, profiljuk ívelt és olyan anyagból van, amely a hőt nem vezeti. Ez a két film a két végpereme mentén van egymással egyesítve; az egyik 42 perem a külső 18 felület oldalán, míg a másik 44 perem a belső 20 felület oldalán van.

Ezáltal az egyazon 36 elem két 38 és 40 filmje között egy szigetelő 46 tér alakul ki ami levegővel van töltve és amely lehetővé teszi a szigetelő tulajdonságok javítását az 1. ábrán bemutatott eszközéhez képest. Egyebekben a

2. ábrán bemutatott eszköz működése megegyezik az 1. ábráéval. A 2. ábrán látható kiviteli alaknál a külső 18 felület nyitott és nincs alkalmazva átlátszó lemez. A szükséghez képest a külső 18 felület egy ráccsal védhető (az ábrán nincs feltüntetve). A belső 20 felület egy hátsó 32 lemezzel van lezárva az 1 ábrához hasonló módon.

A 3. és 4. ábrákon egy lényegében négyszög alakú 48 panel látható, amelynek a hátsó 32 lemeze hasonló az 1. és 2. ábrákon láthatóhoz. A panelnek például négyzet alakja lehet, amelynek oldalhosszúsága 60 cm x 60 cm. A példában a 48 panelnek két 50 határoló eleme van, amelyeket függőlegesen kell elrendezni és a 16 profilos elemek ezek között vannak elrendezve. Mindegyik 16 profilos elem egy filmből van, amint azt az 1. ábra kapcsán ismertettük. Mindegyik 16 profilos elem a kívánt alakú és a két 50 határolóelem közé 52 ragasztással van rögzítve. Az egyik a 34 lemez közelében és a másik a hátsó 32 lemez közelében helyezkedik el. Nyilvánvaló, hogy másmilyen rögzítő eszköz is

'4

- 15 alkalmazható, amennyiben mindegyik 16 profilos elem megtartja kívánt profilját és az 50 határoló elemek között van kifeszítve.

A hátsó 32 lemez szükség esetén tartalmazhat egy sötét színű, pl. fekete bevonatot a kifelé néző felületén, ami megjavítja az eszköznek a napsugár elnyelő tulajdonságait.

A 3. és 4. ábrákon bemutatott panel egy lehetséges változat szerint a 2.

ábra szerinti 36 profilos elemekkel lehet ellátva.

Az 1. és 2. ábra kiviteli alakjainál a 16 vagy 36 profilos elemeknek állandó profiljuk van, ami úgy van megválasztva, hogy a napsugárzás közvetve éri a felvevő felületet a reflektáló felületein létrejövő reflexiók által.

Az 5. ábra kiviteli alakjánál az eszköz változó profilú 56 profilos elemekből áll. Mindegyik 56 profilos elemnek van egy rögzített 58 része, amely a függöny közbenső 60 tartományától felfelé húzódik a belső 20 felület felé, valamint egy beállítható billenő 62 része van, amely a függöny 18 felületétől a közbenső 60 tartományig tart.

A 62 részek mindegyike egy vízszintes tengelyű csukló körül elfordítható, amely csukló a közbenső 60 tartományban helyezkedik el. Az 56 elemek megfelelő 62 részei egy függőlegesen elhelyezett 64 csatlakozó elemmel csatlakoznak egymáshoz, amely felfelé és lefelé elcsúszhat amint az az F nyíllal jelölve van. Az 56 elemek megfelelő 62 részei így egyméssal szikronban tudnak elfordulni két szélső helyzet között (szaggatott vonallal jelölve), és több közbenső helyzetük van, amelyek közül egyet folyamatos vonallal jelöltünk.

Ily módon lehetővé válik a 28 csatornákba behatoló napsugárzás szabályozása egészen a függöny belső 20 felületéig. Ezáltal az eszköz hatásfoka ··· · optimalizálható akkor, amikor fűtés szükséges és leállítható, amikor fűtésre nincs szükség.

A példában az 56 profilos elemek megfelelő 58 és 62 részei vékony elemekből vannak kialakítva, előnyösen műanyagból. Ezek az elemek szintén

látható eszköz a belső 20 felület oldalán tartalmaz egy hátsó 32 lemezt, a külső 18 felület nyitott.

A 6. ábra kiviteli alakjánál az eszköznek olyan 66 profilos elemei vannak, amelyek szilárd elemekből vannak, állandó profiljuk van, amelynek alakja egy turbinalapáténak felel meg. Ezek a szilárd elemek megfelelő anyagból készíthetők, amelyek nem vezetik a hőt, pl. műanyagból, betonból, fából, stb.

A 66 elemek általában úgy vannak kialakítva, hogy annak méretei nagyobbak, mint az előzőekben ismertetett 16, 36 és 56 profilos elemeké. Szélességük pl. 10 és 30 cm között lehet és két elem közötti távolság 5-10 cm nagyságrendbe eshet.

A 6. ábrán látható szilárd elemek elsősorban egy épület 14 falának külsején alakíthatók ki, de alkalmazhatók más célokra is, pl. víztartály fűtésére, stb.

Mindegyik 66 elemet két egymással szemben lévő 68 és 70 felület határol, amelyek egymással egy első 72 végperem mentén csatlakoznak egymáshoz, amely 72 végperem a külső 18 felület oldalán helyezkedik el, továbbá egy második 74 végperem mentén, amely a belső 20 felület mentén csatlakozik.

- 17 A 7. ábra szerinti kiviteli alaknál az eszköz megfelel a 2. ábrán bemutatotténak, amelynél azonban a függöny tartalmaz az 1. ábrán bemutatott eszközhöz hasonló átlátszó 34 lemezt.

Ezen túlmenően a 7. ábrán látható eszköz tartalmaz a függöny külső 18 felületének oldalán a 36 profilos elemek mentén húzódó 76 segédelemeket. Mindegyik 76 segédelemnek van egy sötét színű felső felülete, valamint egy alsó reflektáló 80 felülete.

A 76 segédeszközök rögzítettek vagy állíthatók lehetnek. Ezek a 76 segédelemek kis szöget zárnak be a vízszintessel.

Télen a napsugárzás a horizonthoz képest kis szög alatt esik be, amikor is az alsó reflektáló 80 felületekre jutnak majd behatolnak a 28 csatornákba és így melegítik a 14 falat.

Nyáron a napsugárzás meredeken esik be a horizonthoz képest és a sötét színű 78 felületekre jutnak, amely melegszik. Az így keletkező hő hővezetéssel kifelé távozik anélkül, hogy az eszköz belseje felé haladna. Nyilvánvaló, hogy a 78 segédelemek különböző profilú profilos elemekkel is használható.

A fentiekben ismertetett kiviteli alakoknál a profilos elemeknek ívelt profiljuk van, így a függöny belső 20 felülete nem látja a külső 18 felületet, ami által egy sugárzási dugó alakul ki.

A 8. ábrán bemutatott kiviteli alaknál az eszköznek teraszos vagy lépcsős alakú 82 profilos elemei vannak, amelyek pl. egy 14 falon vagy más felvevő testen lévő 32 lemez és egy átlátszó 34 lemez között vannak elhelyezve.

A 82 profilos elemek különleges kialakításának köszönhetően a függöny belső 20 felülete nem látja a külső 18 felületet és ezáltal az előző pédákban *··* ·· ·· • 4 · · · • ♦♦· · · • · · · • ·« · ·

- 18 kialakuló egyetlen dugó helyett ez utóbbi megoldásnál több sugárzási dugó keletkezik.

A 9. ábrán látható eszköz több olyan 84 profilos elemet tartalmaz, amely egy átlátszó 34 lemezzel lezárt külső 18 felület és egy 32 lemezzel lezárt belső 20 felület között húzódik, amely 32 lemez lehet átlátszó vagy nem átlátszó.

A példában a 84 profilos elemek a külső 18 felülettől a belső 20 felület felé egymáshoz összetartanak. Ezáltal több összetartó légcsatorna keletkezik.

Ennek az az eredménye, hogy a külső SE felületi tartomány, amely felveszi a napsugárzást nagyobb, mint a belső Sí felületi tartomány, amely a felvevő test oldalán található. Ezáltal a nap hőenergiáját erősítjük és koncentráljuk.

A 10. ábrán látható kiviteli alaknál az eszköz egy átlátszó falként van kialakítva. Ebben a példában az eszköznek több, az 1. ábráéhoz hasonló 16 profilos eleme van, amelyek az R napsugárzásnak kitett, átlátszó külső 34 lemez és egy szintén átlátszó belső 86 lemez között helyezkednek el. A 86 lemez a 88 felvevő test oldalára helyezendő, amely ebben az esetben az épület belső térfogatát határolja. Ebben az esetben egy szigetelő falat hoztunk létre, amely visszatartja a fényenergiát és amely pl. melegházakhoz, sportcsarnokokhoz, verandákhoz, stb. alkalmazható.

All. ábrán látható eszköz zsalugáterként van kialakítva, amely megfelel a velencei lécezett zsalugátemek.

Az eszköz ebben az esetben több 90 profilos elemet tartalmaz, amelyek mindegyike egy lécből vagy előnyösen egy vékony műanyagból lévő szalagból áll. Ebben az esetben is ez a műanyag mindegyik felületén reflektáló réteggel van e · ·

- 19 ellátva. Mindegyik 90 profilos elem profilja megfelel az 1. és 4. ábrán bemutatott 16 profilos elemének. A 90 profilos elemek együttesen egy 92 zsalugátert (vagy reluxát) alkotnak, amely a példában egy épületen belül egy üvegezett 94 homlokzat mögött van elhelyezve. A 92 zsalugátemek nyitott külső 18 felülete és egy zárt belső felülete van, amelyet 96 lezáró elemek zárnak le és amely 90 profilos elemek páronként a belső 20 felület oldalán egyesítik.

A 92 zsalugáter lehetővé teszi az R napsugárzásból érkező napenergia összegyűjtését és továbbítását az üvegezett 94 felületen keresztül. Az eszköz ugyanúgy működik, mint az előző eszközök és lehetővé teszi, hogy a 90 profilos elemek között kialakult csatornákban a meleg levegő ne mozogjon. Amint az a

12. ábrán látható, a 90 profilos elemek egymáshoz összezárhatok, vagy egymástól szétnyithatók egy 98 zsinór vagy hasonló segítségével, amint az ismeretes reluxa rendszerű árnyékolók esetén.

A 12. ábra kiviteli alakjánál a záró elemek a zsalugáter belső 20 felületének oldalán helyezkednek el, amelyet többszörös hajlítással rendelkező 100 zárólemez alkot, amely a 12. ábrán meg nem hajlított állapotban látható. Amikor a 90 profilos elemeket egymással összezárjuk a 98 vonóeszköz működtetésével, akkor a hajlítások egymáshoz kerülnek.

A 13. ábra kiviteli alakjánál a záróelemeket különálló 102 elemek alkotják, amelyek mindegyike a zsalugáter 76 profilos elemei hátsó felületének oldalán nyúlnak ki. A példában a 102 elemek hegyesszöget zárnak be a 90 profilos elemekkel, amelyekről azok kinyúlnak. Ezek a lezáró elemek csak részben zárják le a megfelelő csatornákat. Nyilvánvaló, hogy a 11-13. ábrákon látható 92 zsalugáterek az épületen kívül is elhelyezhetők.

• · · * • «

- 20 A 14. ábrán bemutatott kiviteli alaknál az eszköz 104 spalettaként van kialakítva, amely - a bemutatott kiviteli példában - egy épületen belül, egy üvegezett 94 felület mögött van elhelyezve, hasonlóan all. ábrán bemutatott megoldáshoz.

A 104 spaletta több 106 profilos elemet tartalmaz, amelyek egymáshoz mereven vannak rögzítve egy hátsó 108 lemez segítségével, amely lehet átlátszó vagy nem átlátszó.

A 11-13. ábrákon bemutatott zsalugáter vagy a 14. ábra szerinti spaletta esetében a lezáró elemek előnyösen átlátszók. Ezáltal a zsalugáter vagy spaletta lehetővé teszi a napenergia áthatolását, és a fűtést, miközben megőrzi szigetelő tulajdonságait.

A 15. ábra szerinti kiviteli alak esetén az eszköznek több 16 profilos eleme van, amelyek megfelelő párhuzamos 110 tengelyek körül elfordíthatok. Ezek a 16 profilos elemek különböző irányítottságú helyzeteket vehetnek fel például az R napsugárnak a horizonthoz képesti beesési szögének függvényében.

A 15. ábrán folyamatos vonallal jelölve egy első helyzetben látható két 16 profilos elem, amely az R napsugárzás 35°-os beesési szögének felel meg. Ez a két 16 profilos elem szaggatott vonallal van jelölve egy másik helyzetében, amely az R napsugárzás 20°-os beesési szögének felel meg.

Ily módon tehát lehetőség van arra, hogy az eszköz működését a nap folyamán optimalizáljuk a napsugárzás változásának megfelelően.

Egy lehetséges változat szerint a 3. ábrán látható panellel azonos, vagy ahhoz hasonló panel billenthetőre készíthető, amelyben a profilos elemek rögzítve vannak.

« 4 4 · • ··> · · • 4 4« • 9· ·«

- 21 A találmány szerinti eszköz általánosan alkalmazható napenergia gyűjtésére és egy felvevő testhez való továbbítására, amely lehet különösen egy épület fala, egy tartály fala, stb.

A találmány szerinti eszköz lehetővé teszi a napenergia gyűjtését és szabályozott módon történő továbbítását egy felvevő testhez, ugyanakkor jó szigetelést biztosít kis hőveszteségi tényezővel. A profilos elemek háromszoros lezárást biztosítanak, nevezetesen sugárzási, áramlási és vezetési lezárást.

Megjegyezzük továbbá, hogy a találmány szerinti eszköz hatásosan működik gyenge napsugárzás vagy felhős idő esetén is.

Claims (17)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Berendezés napenergia gyűjtésére és futendő felvevő testhez történő továbbítására, amely több, lényegében vízszintes profilos elemből (16, 36, 56, 66, 76, 90, 106) áll, amelyek térközzel és egymás fölött vannak elrendezve úgy, hogy egy függönyt (10, 78) alkotnak, amelynek külső felülete (18) napsugárzás felfogására alkalmas és egy belső felülete (20) van, amely a felvevő test (12) oldalára helyezhető, azzal jellemezve, hogy a profilos elemnek két reflektáló felülete van és profiljuknak az alakja úgy van megválasztva, hogy közöttük légcsatomák (28) alakuljanak ki, amelyek a külső felülettől (18) felfelé irányulnak a belső felület (20) felé, a profilos elemek nem vezetik a hőt a külső felülettől a belső felülethez, a függöny belső felületének oldalán és/vagy külső felületének oldalán záró elemekkel (30, 32, 96, 100, 102, 108) vannak ellátva annak érdekében, hogy a csatornákban lévő levegő ne tudjon mozogni.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy mindegyik profilos elem (16) egy vékony ívelt profilú, vékony filmből áll, amelyek hőt nem vezető anyagból vannak kialakítva.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy mindegyik profilos elem (36) két vékony filmből (38, 40) áll, amelyeknek ívelt profiljuk van és amelyek hőt nem vezető anyagból vannak és egymáshoz két végperemüknél (42, 44) csatlakoznak annak érdekében, hogy közöttük levegővel töltött szigetelő tér (46) jöjjön létre.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy mindegyik profilos elem (66) egy szilárd elem, amelynek profilja turbinalapát alakú.

   ♦ ··· ·· • « V · ·

   V 9*· · 9 • · · 9

   9 «· ··
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a profilos elemeknek (16, 36, 66) állandó profiljuk van és alakjuk úgy van megválasztva, hogy a napsugárzás (R) reflektáló felületein többszörös reflexió által közvetve érje el a felvevő testet (12) annak érdekében, hogy a felvevő test (12) ne lássa a függöny külső felületét (18) és így egy sugárzási dugó keletkezzen.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a profilos elemek (16, 36, 66) ívelt alakúak, vagy a profilos elemek (82) teraszos vagy lépcsős alakúak.
7. 7. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a profilos elemeknek lényegében egyenes vonalú profilúk van.
8. 8. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy mindegyik profilos elemnek (56) változtatható profilja van, és tartalmaz egy állandó szakaszt (58), amely a függöny egy közbenső tartományától felfelé húzódik a függöny belső felülete (20) felé és egy elfordíthatóan beállítható része (62) van amely a függöny külső felületétől a közbenső tartomány felé húzódik, és amely a rögzített rész (58) és a billenő rész (60) között egy csuklót alkot.
9. 9. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy több segédelemet (76) is tartalmaz amelyek rendre meghosszabbítják a profilos elemeket (16, 36) a függöny külső felületének (18) oldalán, valamennyi segédelemnek sötét színű felső felülete (78) és reflektáló alsó felülete (80) van.
10. 10. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a profilos elemek (84) úgy vannak elrendezve, hogy azok a külső felülettől (18) a belső felületig egymáshoz összetartanak, és a külső felület nagysága (SE) nagyobb, mint a belső felület nagysága (Sí).
11. 11. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az egy lényegében négyszög alakú panelt (48) alkot, amely a profilos elemeket (16, 36, 56) tartja.
12. 12. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a függöny külső felületére (.18) egy átlátszó lemez (34) van helyezve.
13. 13. A 12. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a függöny belső felületére egy átlátszó lemez (86) van helyezve úgy, hogy az egy átlátszó falat alkot.
14. 14. A 12. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a függöny belső felületére (20) egy sötét színű bevonattal rendelkező lemez (32) van helyezve.
15. 15. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az zsalugáterként (92) van kialakítva, amelyben a profilos elemek (90) összezárhatok vagy szétnyithatók.
16. 16. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy spalettaként (104) van kialakítva, amelyben a profilos elemek (106) egy lemez (108) által mereven együtt vannak tartva.
17. 17. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a profilos elemek (16) úgy vannak felszerelve, hogy azok egymással szinkronban, megfelelő párhuzamos tengelyek (110) körül elfordíthatok.