PL223285B1

PL223285B1 - Przegroda zewnętrzna o dynamicznej charakterystyce energetycznej

Info

Publication number: PL223285B1
Application number: PL397813A
Authority: PL
Inventors: Janusz Belok
Original assignee: Politechnika Śląska
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2016-10-31
Also published as: PL397813A1

Abstract

Przegroda, charakteryzuje się tym, na warstwie konstrukcyjnej (5) umieszczona jest mata z rurek kapilarnych (7) będąca częścią układu hydraulicznego, a na niej znajduje się warstwa absorbera promieniowania słonecznego (8), na którą nałożona jest warstwa izolacji transparentne (9) i następnie warstwa tynku transparentnego (10), przy czym pomiędzy warstwą konstrukcyjną (5), a matą kapilarną korzystnie jest, gdy umieszczona jest warstwa izolacji cieplnej.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest przegroda zewnętrzna o dynamicznej charakterystyce energetyc znej wraz z niezbędnymi instalacjami pozwalająca na okresową eliminację strat ciepła z budynku oraz dostarczanie energii cieplnej do budynku.

Znane są przegrody wykorzystujące izolację transparentną i tynk transparentny, które stanowią system pozyskiwania energii cieplnej z promieniowania słonecznego, ale są one pozbawione układu hydraulicznego jako systemu magazynującego energię cieplną i nie wykorzystują dodatkowych źródeł ciepła jako alternatywy podgrzewającej wewnętrzne warstwy przegrody. Typowo składają się one z warstwy konstrukcyjnej, na której znajduje się absorber pokryty warstwą izolacji transparentnej. Na warstwie izolacji transparentnej umieszczany jest tynk transparentny.

Przegroda według wynalazku charakteryzuje się tym, że na warstwie konstrukcyjnej umieszczona jest mata z rurek kapilarnych będąca częścią układu hydraulicznego, a na niej znajduje się warstwa absorbera promieniowania słonecznego, na którą nałożona jest warstwa izolacji transparentnej i następnie warstwa tynku transparentnego, przy czym pomiędzy warstwą konstrukcyjną a matą kapilarną korzystnie jest, gdy umieszczona jest warstwa izolacji cieplnej.

Do maty z rurek kapilarnych podłączony jest zasobnik poprzez pompę obiegową, a zasilanie pompy energią elektryczną odbywa się przez podłączenie jej do sieci elektroenergetycznej lub instalacji fotowoltaicznej, przy czym do instalacji łączącej matę kapilarną z zasobnikiem korzystnie jest, gdy podłączone są kolektory słoneczne lub gruntowy wymiennik ciepła.

Przegroda według wynalazku charakteryzuje się tym, że na warstwie konstrukcyjnej od strony zewnętrznej umocowana jest mata z rurek kapilarnych będąca częścią układu hydraulicznego. Na niej znajduje się warstwa absorbera promieniowania słonecznego, na którą nałożona jest warstwa izolacji transparentnej a następnie warstwa tynku transparentnego. W zależności od wymaganej izolacyjności cieplnej przegrody pomiędzy warstwę konstrukcyjną a matę z rurek kapilarnych może być wprowadzona warstwa dodatkowej izolacji cieplnej.

Do maty z rurek kapilarnych podłączona jest instalacja hydrauliczna, która pozwala na magazynowanie oraz dostarczanie energii cieplnej z lub do przegrody.

Przegroda według wynalazku zmniejsza straty ciepła w porównaniu do rozwiązań tradycyjnych poprzez obniżenie gradientu temperatury wymuszającego przepływ ciepła, wykorzystując do tego energię cieplną zgromadzoną w zasobniku. Pozwala na okresową eliminację strat ciepła z budynku oraz dostarczanie energii cieplnej do budynku.

Przedmiot wynalazku przedstawiono na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia przekrój typowej przegrody, fig. 2 przedstawia przekrój przegrody o dynamicznej charakterystyce, a fig. 3 schemat hydrauliczny instalacji.

Typowo składają się one z warstwy konstrukcyjnej 1, na której znajduje się absorber 2 pokryty warstwą izolacji transparentnej 3. Na warstwie izolacji transparentnej 3 umieszczany jest tynk transparentny 4.

Na warstwie konstrukcyjnej 5 znajduje się opcjonalna warstwa izolacji cieplnej 6, na której umieszczona jest mata z rurek kapilarnych 7 będąca częścią układu hydraulicznego, na niej znajduje się warstwa absorbera promieniowania słonecznego 8, na którą nałożona jest warstwa izolacji transparentnej 9 a następnie warstwa tynku transparentnego 10. Do maty z rurek kapilarnych 7 podłączona jest instalacja hydrauliczna, która magazynuje i dostarcza energię cieplną do budynku oraz okresowo do przegrody.

Instalację stanowi przegroda z matą kapilarną 11 (o konstrukcji jak na fig. 2) połączona ze zbiornikiem - zasobnikiem akumulującym energię cieplną 12. Pomiędzy przegrodą a zbiornikiem włączona jest pompa obiegowa 13, która jest zasilana z sieci elektrycznej bądź w oparciu o fotowoltaikę 14 (opcjonalnie). Do zasobnika 12 mogą być podłączone dodatkowe źródła ciepła w postaci kolektorów słonecznych 15 oraz wymiennika gruntowego 16.

Energia niezbędna do podgrzania wewnętrznej warstwy przegrody 11 pozyskiwana jest z promieniowania słonecznego, padającego na przegrodę. W okresie nasłonecznienia promieniowanie słoneczne docierające do warstwy absorbera poprzez tynk transparentny i izolację transparentną ul ega konwersji na energię cieplną, powodując wzrost temperatury warstwy absorbującej. Po osiągnięciu przez absorber wymaganej temperatury nastąpi zablokowanie przepływu ciepła z wnętrza budynku. Będzie to typowy efekt zastosowania izolacji transparentnej i tynku transparentnego na elewacji. W odróżnieniu od dotychczas znanych rozwiązań dalszy wzrost temperatury spowoduje uruchomienie

PL 223 285 B1 obiegu hydraulicznego i akumulowanie energii cieplnej w zbiorniku - zasobniku 12. Obieg czynnika roboczego w instalacji hydraulicznej (roztwór glikolu) wymuszany będzie za pomocą pompy obiegowej 13. Zasilanie pompy 13 energią elektryczną odbywać się może z sieci elektroenergetycznej bądź instalacji fotowoltaicznej 14, co poprawi parametry energetyczne i zmniejszy ślad ekologiczny proponowanego rozwiązania. W momencie zaniku dopływu promieniowania słonecznego do powierzchni przegrody, energia cieplna zakumulowana w zbiorniku zasilać będzie matę kapilarną 7 utrzymując zmniejszoną różnicę temperatury w przekroju przegrody 11.

W zależności od uwarunkowań klimatycznych ilość energii cieplnej uzyskiwana przez przegrodę z promieniowania słonecznego może być niewystarczająca do realizacji funkcji blokowania przepływu ciepła z budynku. W związku z tym instalacja może być wyposażona w dodatkowe źródła ciepła w postaci cieczowych kolektorów słonecznych 15, bądź wymiennika gruntowego 16.

Efekt działania przedstawionego rozwiązania polega na:

- zmniejszeniu różnicy temperatur pomiędzy wewnętrzną powierzchnią przegrody a warstwą z matą kapilarną i absorbera, co spowoduje zablokowanie wymiany ciepła pomiędzy wnętrzem budynku a otoczeniem,

- możliwości wykorzystania nadmiaru energii cieplnej zgromadzonej w zbiorniku 12 na inne cele w budynku,

- zabezpieczeniu wnętrza budynku przed nadmiernym wzrostem temperatury w okresie letnim, dzięki odbiorowi nadmiaru ciepła generowanego w przegrodzie przez układ hydrauliczny.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Przegroda zewnętrzna o dynamicznej charakterystyce energetycznej stanowiąca konstrukcję warstwową, znamienna tym, że na warstwie konstrukcyjnej 5 umieszczona jest mata z rurek kapilarnych 7 będąca częścią układu hydraulicznego, a na niej znajduje się warstwa absorbera promieniowania słonecznego 8, na którą nałożona jest warstwa izolacji transparentnej 9 i następnie warstwa tynku transparentnego 10, przy czym pomiędzy warstwą konstrukcyjną 5 a matą kapilarną korzystnie jest, gdy umieszczona jest warstwa izolacji cieplnej 6.
2. Przegroda według zastrz. 1, znamienna tym, że do maty z rurek kapilarnych 7 podłączony jest zasobnik 12, poprzez pompę obiegową 13, a zasilanie pompy energią elektryczną odbywa się przez podłączenie jej do sieci elektroenergetycznej lub instalacji fotowoltaicznej 14, przy czym do instalacji łączącej matę kapilarną 7 z zasobnikiem 12 korzystnie jest gdy podłączone są kolektory słoneczne 15 lub gruntowy wymiennik ciepła 16.