NO782801L - Fremgangsmaate til utnyttelse av solens straalevarme - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte til utnyttelse av solens' strålevarme.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til utnyttelse av solens strålevarme til oppvarming av rom og/ eller til bruksvann i bygninger, og der solens strålevarme overføres med luften.

-Det er kjent en rekke metoder for utnyttelse av solens energi. Ifølge en tidligere kjent metode skjer det først en omvandling av solens energi til elektrisk energi ved hjelp av solceller av slik type som er utviklet innen rom-fartsteknikken. Det har imidlertid vist seg at energiproduk-sjonsgraden er lav og dessuten er fremstilling av slike solceller meget dyr. I en annen tidligere kjent metode benytter man seg av fotokjemiske reaksjoner for langvarig magasinering av solenergien, der i et utførelseseksempel en bygnings tak består av glassplater mellom hvilke det ligger et sort metall-overtrekk. Vann eller glykol leder den opptatte varmen til en beholder ved hjelp av rør som ligger mellom nevnte plater. Mange slike fremgangsmåter som er brukbare til oppvarming er kjent fra før, blant annet løsninger der man benytter en vann-pumpe der vannet varmes opp i solpaneler og føres gjennom en koker som inneholder flytende buten som fordampes, hvoretter dampen driver en motor. Denne metoden forutsetter spesielle og kostbare arrangementer og blir så dyr at vanlige husfrem-^stillere dessverre ikke kan fremstille dem i serieproduksjon. Det vil selvsagt være ønskelig med en mere alminnelig bruk av pålitelige og billige anordninger. '

Med hensyn til teknikkens stand skal det vises til finsk patentsøknad nr. 750782 der det er angitt en metode for oppvarming av vanlige bygninger ved utnyttelse av solenergi.

I denne løsning er bygningens gulv, yttervegger og tak gjort slik at de danner innbyrdes kommuniserende, i.forhold til den omgivende luften tette kanalrom som danner i det minste i et tverrsnitt av bygningen et lukket kanalsystem for en luft-strøm som sirkulerer i kanalsystemet, og at det i ett eller flere kanalrom er"innsatt et fortrinnsvis flatt legeme som absorberer solvarme, idet de .kanalrom som inneholder legemet skal ha minst en i luftstrømmens sirkulasjonsvei .langs legemet utstrakt passasje, samt at kanalrommet eller Trommene og/eller legemet er overdekket med et lag av et stoff som slipper gjennom solenergi i form av varmestråler, samt at det i det lukkede kanalsystemet er enda et separat kanalrom som er atskilt fra det førstnevnte kanalrommet og som skal inneholde et varmelagrende magasin forbi hvilket den sirkulerende luft-strømmen passerer. I en utførelsesform■av dette arrangement er kanalrommet som inneholder solpanelet overdekket med ett eller flere lag av et stoff som hindrer reflekteringen av varme fra panelet.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å frem-skaffe en enkel og billig metode for soloppvarming som passer for bygninger med normal konstruksjon, f.eks. eneboliger, uten at man behøver foreta noen store forandringer i bygningene. Oppfinnelsens øvrige mere detaljerte formål samt de fordeler som oppnås fremgår av den nedenforstående beskrivelse.

Oppfinnelsens siktemål oppnås med en fremgangsmåte til utnyttelse av solens strålevarme som i det vesentlige erkarakterisert vedat ytterluften ledes inn i et oppsamlingsrom som befinner seg utenfor bygningens varmeisolerte konstruksjon og forsynt med en transparent del for mottagelse av solens strålevarme, og at ytterluften som er oppvarmet i nevnte oppsamlingsrom ledes som inntaksluft til oppvarming av bygningens bruksrom og/eller til bruksvannet.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningen som viser fordelaktige utfør-: elsesformer for oppfinnelsen. Oppfinnels.en er imidlertid ikke begrenset til de eksempler som er vist på tegningen.

Fig. 1 viser i et skjematisk sideriss en utførelses-form for fremgangsmåten for utnyttelse av solens strålevarme ifølge oppfinnelsen.

P'ig. 2 viser likeledes i et skjematisk sideriss en annen fordelaktig utførelsesform for fremgangsmåten ifølge opp-

finnelsen.

I utførelsesformen ifølge fig. 1 er bygningen generelt betegnet med 10. Bygningens 10 varmeisolering er-merket med 11 og bakdelen med 12. Av takdelen 12 er i det minste en del transparent,<1>f. eks. slik at det i takdelen 12 er innsatt et glass 13. Derved dannes i bygningens 10 loft et oppsamlingsrom 1^4 for solens strålevarme, hvilket rom ber finner seg utenfor bygningens 10 varmeisolerte konstruksjon 11 og hvorved solens strålevarme virker gjennom den transparente delen 13. Bygningen 10 omfatter ytterligere ert balkong 15 som er forsynt med et glass 16 som kan løftes opp foran balkongen. Derved dannes på balkongen 15 et rom 17 som likeledes ligger utenfor bygningens 10 varmeisolerte struktur 11, og dette rom 17 kommuniserer med oppsamlingsrommet 1^.

I balkongens 15 gulvplan er det en kanal gjennom hvilken ytterluften 18 strømmer inn i balkongrommet 17. Fra balkongrommet 17 strømmer ytterluften 18 videre.til oppsamlingsrommet lH hvorfra den ledes til oppvarming av bygningen 10 og/eller til oppvarming av bruksvann.

En inntaksvifte 20 suger fra oppsamlingsrommet 1<*>J inntaksluft langs kanalen 19 og blåser inntaksluften videre i kanalen 23 til grenkanalen 2h og inn i magasineringsrommet. 26 under gulvplanet. Som varmemagasinerende materiale kan man i magasineringsrommet 26 benytte f.eks. sand. Inntaksluften som strømmer fra grenkanalen 2^1 inn i oppholdsrommene er betegnet med 25 og på tilsvarende måte er inntaksluften som strømmer fra magasineringsrommets 26 kanal 27 til be^boelsesrommene betegnet med 28. Utløpsviften 23 suger inntaksluft fra oppsamlingsrommet 1^1 gjennom kanalen 21, idet den i kanalen 21 strømmende inntaksluften avgir sin varme til oppvarmingsbatteriet 22 for bruksvann. Den avkjølte innT-taksluften sammen med den i kanal 31 strømmende avløpsluften 32 føres gjennom kanalen 3^ ut av bygningen 10. Den utløp-ende luftstrømmen er betegnet med 35-Til kanalen 19 er det forbundet en kanal 29 gjennom hvilken sirkulasjonsluften 30 strømmer inn i kanalen 19 og drives videre av viften 20 inn i beboelsesrommene.

I fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for utnyttelse av solvarme stiger som følge av solens strålevarme temperatur en i oppsamlingsrommet 14,' som ligger utenfor bygningens 10 varmeisolerte konstruksjon 11. Alt etter årstiden kan f.eks. under finske forhold temperaturen i oppsamlingsrommet 14

stige til opp til 65-135°C, Ytterluften 18 forvarmes i balkongrommet 17 og føres til oppsamlingsrommet 14 der den forvarmede ytterluften 18 oppvarmes videre. I tilfelle temperaturen i oppsamlingsrommet 14 er lavere enn 50°C, be^ nyttes solens strålevarme bare til oppvarming av ytterluften 18,. Man leder da den oppvarmede ytterluften gjennom kanalen 19 ved hjelp av inntaksviften 20 inn i kanalen 23. Den varme inntaksluften ledes videre gjennom grenkanalen 24 som en luftstrøm 25 til beboelsesrommenes oppvarming. Når beboelsesr rommene har fått ønsket temperatur og det ikke er noe behov for ytterligere oppvarming, føres den varme inntaksluften gjennom kanalen 23 til -magasineringsrommet 26 hvorfra den senere tas i bruk.. Det skal også understrekes at solens varme-? energi også overføres til romluften gjennom veggen ved hjelp av varmeledning da temperaturen på solbalkongen 17 er høyere-enn innertemperaturen','Solbalkongens 17 bruk fil forvarming av ytterluften 18 er fordelaktig også i den henseende at sne som eventuelt har samlet seg på takdelens 12 transparente del 18 smelter under innvirkning av den oppvarmede ytterluften.

Temperaturen på loftet eller i oppsamlingsrommet 14 kan i ubelastet tilstand stige helt opp til 135°C. Når temperaturen er høyere enn en bestemt forut gitt verdi, f,eks. høyere enn 50°C, utnyttes den i oppsamlingsrommet 14 oppr varmede ytterluften 18 også i bygningens 10 bruksvann i og med at man fører den varme inntaksluften gjennom kanalen 21, hvorved den varme inntaksluften avgir sin varme til bruks-vannsbatteriet 22.' I løsningen ifølge oppfinnelsen,når tempera^turen på loftet 14 i ubelastet tilstand er 135°C, er temperar turen ved oppvarming av bruksvann ca. 100°C. Da. vender sirkulasjonsvannet tilbake til sentralen med ca.. 90°C temperatur. Derved kan man således øke sirkulasjonsvannets temperatur fra 50°C til 90°C ved hjelp av solenergi. Inntaksluften som har avgitt sin varme til oppvarmingsbatteriet 22 føres sammen -med den ved viften 33 oppsugde avluften 32 gjennom kanalen 34 ut av bygningen 10. Ved behov kan man i kanalen 34 sette inn varmegjenvinningsenheter ved hjelp av hvilke varmen ivaretas fra avlufte.n 35.

I utførelseseksemplet ifølge fig. 2 er bygningen-generelt betegnet ""med 40. Bygningens 40 varmeisolering er betegnet med 41 og på tilsvarende måte takdelen med 42. I denne utførelsesformen er oppsamlingsrommet 44 for solens strålevarme plassert utenfor bygningen, f.eks. på gårdsplassen. Oppsamlingsrommet 44 omfatter en transparent del 43, f.eks. et hensiktsmessig glass, samt en varmeisolert vertikal vegg 46.

I oppsamlingsrommet 44 er det innsatt hensiktsmessig varmemagasinerende materiale 45 f.eks. stenmasse. Fra oppsamlingsrommet 44 fører det en kanal 50 inn i bygningen 40 og en hensiktsmessig vifteanordning 51 er anordnet for å suge luft ut av oppsamlingsrommet gjennom kanalen 50.

I utf ørelsesf ormen ifølge fig. 2 stiger under inn-r virkning av solens■strålevarme temperaturen i oppsamlingsrommet 44. Ytterluften 48 ledes på hensiktsmessig måte inn i oppsamlingsrommet 44, der ytterluften oppvarmes. Viften 51 trekker oppvarmet ytterluft som er betegnet med 49 gjennom kanalen 50 inn i bygningen 40, der den utnyttes på tilsvarende måte som fortalt under utførelsesformen ifølge fig. 1.

Fremgangsmåten for ivaretagelse av solens strålevarme ifølge oppfinnelsen egner seg for bygninger i normal utførelse, f.eks. eneboliger, uten at man behøver å foreta store endringer i bygningene. Man må bare sørge for at en del av bygningens utvendige flate blir transparent samt å anbringe et oppløftbart glass på balkongen dersom man benytter ut-f ørelsesf ormen ifølge fig. 1. Denne utf ørelsesf ormen kan bek-nyttes også i hus med en takkonstruksjon av en annen type. Utførelsesformen ifølge fig. 2 passer for bygninger og hus da. 'den ikke krever noen konstruktive forandringer på grunn av løsningen med separat oppsamlingsrom. Man behøver bare til-slutte et kanalsystem til bygningen eller huset, gjennom hvilken den av solens stråleenergi oppvarmede ytterluften transporteres fra oppsamlingsrommet inn i bygningen.

Fremgangsmåten for utnyttelse av solens strålevarme ifølge oppfinnelsen er såledeskarakterisert vedat solens stråleenergi overføres sammen med ytterluften enten direkte til oppvarming og/eller til oppvarming av bruksvann. Det er klart for en fagmann at de ovenfor omtalte utførelsesformer kan modifiseres på mange måter innen rammen for oppfinnelsen.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte til utnyttelse av solens strålevarme for oppvarming av en bygnings (10,40) bruksrom og/eller opp-r varming av bruksvannet og der solens strålevarme overføres ved hjelp av luft, karakterisert ved at ytterluften (18,48) føres inn i et oppsamlingsrom (14,44) som ligger utenfor bygningens (10,40) varmeisolerte konstruksjon (11,41), og forsynt med en transparent del (13,43) for mottakelse av strålevarme fra solen, og at ytterluften som er oppvarmet i nevnte oppsamlingsrom (14,44) føres som inntaksluft til oppvarming av bygningens (10,40) bruksrom og/ eller til bruksvannet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakteri-r sert ved .at når temperaturen i nevnte oppsamlingsrom (14,44) er lavere enn en viss foreskrevet temperatur, føres inntaksluften bare til oppvarmingen av bygningens (10,40) beboelsesrom.

3- Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakt terisert ved at den oppvarmede ytterluften føres gjennom en kanal (24) som inntaksluft (25) direkte til opp^ -varming av bygningens (10) beboelsesrom.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den oppvarmede ytterluften føres inn i et magasineringsrom (26) under bygningens (10) gulvplan.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1,2,3 eller 4,' karakr terisert ved at ytterluften (18) som skal'føres inn i nevnte oppsamlingsrom (14) forvarmes ved å lede ytterluft (18) inn i nevnte oppsamlingsrom (14) gjennom et balkongrom (17) som er forsynt med en oppløftbar transparent del (16).

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, k a r a k -r terisert ved at strålingsvarmen fra solen magasin neres i et utenfor bygningen (40) beliggende separat oppsam-r lingsrom (44) som inneholder varmemagasinerende materiale (45).