PL245840B1 - System okienny o podwyższonej efektywności energetycznej - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest system okienny o podwyższonej efektywności energetycznej. Zgłoszenie charakteryzuje się tym, że w przestrzeni pomiędzy ramą skrzydła okiennego (1) a ościeżnicą okna (2) znajduje się obwiedniowy wymiennik ciepła, zawierający układ przepony (3) oddzielającej komorę nawiewną (4) od komory wywiewnej (5), gdzie przepona (3) mająca postać profilu kształtowego wykonanego z materiału o wysokim współczynniku przenikania ciepła, korzystnie z aluminium, jest zamocowana obwodowo do skrzydła okiennego (1) i usytuowana jest względem niego w taki sposób, że co najmniej jedna z płaszczyzn przepony (3) leży w płaszczyźnie równoległej do powierzchni szyb okiennych (6) i zamocowana jest wzdłużnie względem profili skrzydła okiennego (1), a jej długość jest wprost proporcjonalna do obwodu okna, gdzie przy zamkniętym skrzydle okiennym (1) przepona (3) styka się w taki sposób z zamocowaną do ścianki profilu ościeżnicy (2) uszczelką (7), że połączenie przepony (3) z uszczelką (7) rozdziela przestrzeń pomiędzy skrzydłem okna (1) a ościeżnicą (2) tworząc po jednej stronie przepony (3) obwodową komorę nawiewną (4), tworzącą kanał nawiewny biegnący równolegle do płaszczyzny okna, połączony odpowiednio z wlotem (8) powietrza usytuowanym na zewnętrznej ściance profilu ościeżnicy (2) i wylotem (9) powietrza po stronie wewnętrznej, przez które powietrze wpływa do pomieszczenia z zewnętrz, natomiast po drugiej stronie przepony (3) powstaje obwodowa komora wywiewna (5), tworząca kanał wywiewny połączony odpowiednio z wlotem powietrza usytuowanym na ściance profilu ościeżnicy (2) po wewnętrznej stronie i wylotem powietrza usytuowanym na zewnętrznej ściance profilu ościeżnicy (2), przez które powietrze wypływa z pomieszczenia na zewnętrz.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest system okienny o podwyższonej efektywności energetycznej. Dziedzinę techniki stanowią systemy okienne, w tym także profile okienne i sposoby ich wytwarzania.

W stanie techniki znanych jest wiele rozwiązań dotyczących profili okiennych oraz sposobów wytwarzania okien i ich elementów. Niejednokrotnie można spotkać rozwiązania umożliwiające wymianę powietrza przez przegrodę okienną, które wymagają zastosowania dodatkowego elementu (elementów), i co do idei działania oparte są w zdecydowanej mierze na wykonaniu w gotowym oknie prostego kanału (kanałów), umożliwiającego przepływ powietrza w kierunku prostopadłym do powierzchni okna, i ewentualnym zamaskowaniu kanału odpowiednimi elementami maskującymi. Do znanych rozwiązań wymiany powietrza przez przegrodę okienną należy także usuwanie w gotowym oknie elementów uszczelniających na części długości ramy okiennej.

Znane jest przykładowo z międzynarodowego zgłoszenia patentowego PCT/EP97/06316 okno składające się z ościeżnicy i skrzydła, ze środkami do przymusowej wentylacji w stanie zamkniętym, w którym skrzydło okienne ma obwodowy rowek okucia i przy czym, pomiędzy zewnętrzną stroną okna i wewnętrzną stroną okna, przy zamkniętym oknie, utworzona jest szczelina stanowiąca ścieżkę przechodzenia powietrza dla przymusowej wentylacji. Wynalazek charakteryzuje się tym, że szczelina stanowiąca ścieżkę przechodzenia powietrza przebiega przez rowek okucia w poziomym ramieniu skrzydła okiennego, a rowek okucia połączony jest z dalszymi elementami szczeliny z jednej strony, poprzez swoje ujście i z drugiej strony, poprzez połączone z jego wnętrzem wycięcia w skrzydle okiennym, i, że w rowek okucia wbudowana jest klapa wentylacyjna, która jest ułożyskowana wahadłowo wokół osi obrotu przebiegającej wzdłuż rowka okucia.

Z dokumentu patentowego DK 201470734 znany jest system okienny z kanałem wentylacyjnym w elemencie profilowym, obejmujący okno zawierające ościeżnicę i skrzydło, zaś każda z tych części ma wiele członów wyznaczających odpowiednio płaszczyznę ościeżnicy i skrzydła, wspomniane skrzydło jest połączone z ościeżnicą za pomocą co najmniej jednego połączenia zawiasowego, toteż skrzydło można przemieszczać od położenia zamkniętego do położenia otwartego, oraz do położenia pośredniego wentylacji, w którym to położeniu wentylacji płaszczyzna skrzydła tworzy pewien kąt w ograniczonym przedziale kątowym z płaszczyzną ościeżnicy, aby tworzyć co najmniej jeden otwór wentylacyjny na obwodzie ościeżnicy i/albo skrzydła, oraz wspomniany system okienny obejmuje ponadto urządzenie zasłaniające przystosowane do zakrywania wspomnianego otworu wentylacyjnego w położeniu wentylacji, przy czym wspomniane urządzenie zasłaniające zawiera co najmniej jeden element zasłaniający wbudowany w co najmniej jeden człon wspomnianej ościeżnicy i/albo skrzydła. Wynalazek charakteryzuje się tym, że wspomniany co najmniej jeden element zasłaniający ma kanał wentylacyjny z pierwszym zespołem otworów w pierwszej powierzchni tego co najmniej jednego członu ościeżnicy lub skrzydła i drugi zespół otworów w drugiej powierzchni tego co najmniej jednego członu ościeżnicy lub skrzydła, aby zapewniać połączenie z tym co najmniej jednym otworem wentylacyjnym w położeniu wentylacji okna.

W opisie patentowym Pat. 232397 ujawniono system okienny z nawiewnikiem. Wynalazek dotyczy systemu okiennego składającego się zasadniczo z okien o standardowych rozmiarach producenta oraz nawiewników będących odrębnymi elementami, montowanymi opcjonalnie obok zewnętrznej powierzchni ramiaka górnego lub obok zewnętrznej powierzchni ramiaka dolnego lub obok zewnętrznej powierzchni jednego z ramiaków bocznych oraz zestawu blacharskiego, uszczelniającego połączenie okien i nawiewników z pokryciem dachowym, składającego się z kołnierza górnego, kołnierza dolnego, rynien bocznych oraz elementu dodatkowego - łącznika, uszczelniającego połączenie okna systemowego z nawiewnikiem.

Z opisu patentowego Pat. 183640 znane jest natomiast rozwiązanie polegające na wykonaniu przelotowego kanału wentylacyjnego w ościeżnicy okna dachowego, który to kanał wentylacyjny ma kształt ceowy lub kształt litery V, gdzie wlot i wylot, wykonane w tej samej ściance ościeżnicy odpowiednio po zewnętrznej i wewnętrznej stronie uszczelki uszczelniającej połączenie ościeżnicy ze skrzydłem okna. Z innego opisu patentowego o nr Pat. 201856 znana jest ościeżnica z kanałem wentylacyjnym, zwłaszcza okna dachowego, która charakteryzuje się tym, że ścianki kanału wentylacyjnego tworzą, zewnętrzna powierzchnia ścianki ościeżnicy oraz wewnętrzna powierzchnia nakładki będącej podłużną profilowaną kształtką.

W opisie wzoru użytkowego Ru. 66013 ujawniono okno z profilem wentylacyjnym posiadające ościeżnicę i skrzydło okienne, które charakteryzuje się tym, że górna część okna wyposażona jest w profil dystansowy jednokomorowy ukształtowany odpowiednio do zarysu ościeżnicy i skrzydła okiennego, a profil dystansowy posiada człon pionowy przechodzący w górnej części w kształtowe zagięcie wyposażone w czerpnię nawiewnika, zaś w dolnej części ma odsądzenie, w którym usytuowany jest nawiewnik, przy czym ościeżnica posiada komorę izolacyjną o górnej krawędzi usytuowanej powyżej dolnej krawędzi komory izolacyjnej skrzydła okiennego.

Problemem i niedogodnością stosowania znanych rozwiązań jest fakt, że z racji na prostopadły do powierzchni okna kierunek wymiany powietrza, nie dają one możliwości odzysku ciepła podczas wymiany powietrza, a jeśli nawet do takiej wymiany ciepła dochodzi, to z racji krótkiej drogi wymiennika, jest ona bardzo nieefektywna. Efektem tego jest docieranie do wnętrza pomieszczenia powietrza o temperaturze zbliżonej do temperatury powietrza na zewnątrz, przy jednoczesnym usuwaniu powietrza ogrzanego, co w przypadku, gdy temperatura na zewnątrz jest niższa od temperatury wewnątrz pomieszczenia, generuje istotne straty energetyczne, związane z koniecznością dodatkowego ogrzania powietrza wprowadzanego do pomieszczenia.

Rozwiązanie według wynalazku eliminuje problemy i niedogodności wynikające z możliwości zastosowania rozwiązań znanych ze stanu techniki.

Istota wynalazku, którym jest system okienny o podwyższonej efektywności energetycznej, polega na tym, że w przestrzeni pomiędzy ramą skrzydła okiennego a ościeżnicą okna znajduje się obwiedniowy wymiennik ciepła, zawierający układ przepony oddzielającej komorę nawiewną od komory wywiewnej, gdzie przepona mająca postać profilu kształtowego wykonanego z materiału o wysokim współczynniku przenikania ciepła, korzystnie z aluminium, jest zamocowana obwodowo do skrzydła okiennego i usytuowana jest względem niego w taki sposób, że co najmniej jedna z płaszczyzn przepony leży w płaszczyźnie równoległej do powierzchni szyb okiennych i zamocowana jest wzdłużnie względem profili skrzydła okiennego, a jej długość jest wprost proporcjonalna do obwodu okna, gdzie przy zamkniętym skrzydle okiennym przepona styka się w taki sposób z zamocowaną do ścianki profilu ościeżnicy uszczelką, że połączenie przepony z uszczelką rozdziela przestrzeń pomiędzy skrzydłem okna a ościeżnicą tworząc po jednej stronie przepony obwodową komorę nawiewną, tworzącą kanał nawiewny biegnący równolegle do płaszczyzny okna, połączony odpowiednio z wlotem powietrza usytuowanym na zewnętrznej ściance profilu ościeżnicy i wylotem powietrza po stronie wewnętrznej, przez które powietrze wpływa do pomieszczenia z zewnętrz, natomiast po drugiej stronie przepony powstaje obwodowa komora wywiewna, tworząca kanał wywiewny połączony odpowiednio z wlotem powietrza usytuowanym na ściance profilu ościeżnicy po wewnętrznej stronie i wylotem powietrza usytuowanym na zewnętrznej ściance profilu ościeżnicy, przez które powietrze wypływa z pomieszczenia na zewnętrz.

Również korzystnym jest gdy system okienny stanowią dwa skrzydła okienne lub większa liczba skrzydeł okiennych, zamontowanych odpowiednio w ościeżnicy okna.

Szczególnie korzystnym jest gdy przepona wymiennika ciepła ma postać kształtownika, którego przekrój poprzeczny ma kształt litery T, jak również korzystnym jest gdy przepona wymiennika ciepła ma postać kształtownika, którego przekrój poprzeczny ma kształt litery L.

Korzystnym także jest gdy przepona wymiennika ciepła ma postać kształtownika, który jest połączony z profilem skrzydła nierozłącznie, najkorzystniej klejowo.

Również korzystnym jest gdy przepona wymiennika ciepła ma postać kształtownika, który jest połączony z profilem skrzydła rozłącznie, najkorzystniej za pomocą wkrętów i/albo zacisków.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku osiągnięto następujące korzyści techniczno-użytkowe:

- zapewnienie automatycznej - grawitacyjnej, samoistnej dynamiki wymiany ciepła,

- poprawa efektywności wymiany powietrza przez przegrodę okienną,

- zmniejszenie strat ciepła i w efekcie poprawa efektywności energetycznej systemu okiennego,

- uproszczenie konstrukcji i w efekcie umożliwienie nieskomplikowanego dostępu do kanałów wymiennika, co ułatwia jego konserwację i utrzymanie w czystości.

System okienny według wynalazku w przykładowym lecz nieograniczającym wykonaniu przedstawiono w schematach na rysunku, gdzie na Fig. 1 przedstawiono budowę systemu okiennego w przekroju pionowym, który obrazuje poszczególne elementy rekuperatora ciepła w widoku przepony na przekroju skrzydła okiennego. Na Fig. 2 przedstawiono system okienny w widoku od strony wewnętrznej, tzn. od strony pomieszczenia, w którym jest zamontowane, pokazując przykładowe usytuowanie wlotu i wylotu powietrza przepływającego przez wymiennik ciepła. Elementy rekuperatora ciepła w widoku przepony na boku skrzydła zobrazowano na Fig. 3. Na Fig. 4 przedstawiono natomiast okno w widoku od strony zewnętrznej, na którym to widoku pokazano odpowiednio wlot i wylot powietrza oraz zobrazowano poglądowo przebieg obwodowych komór przepływu powietrza. Fig. 5 przedstawia w poziomym przekroju poprzecznym elementy rekuperatora ciepła. Przepływ powietrza przez komory układu wentylacji systemu okiennego z rekuperacją ciepła zobrazowano na Fig. 6 i Fig. 7, które poglądowo obrazują przepływ powietrza w systemie okiennym według wynalazku, przedstawionego odpowiednio w widoku z przodu (Fig. 6) oraz w widoku bocznego (Fig. 7).

W przykładowym wykonaniu profil okienny według wynalazku charakteryzuje się tym, że w przestrzeni pomiędzy ramą skrzydła okiennego 1 a ościeżnicą okna 2 znajduje się obwiedniowy wymiennik ciepła, zawierający układ przepony 3, która oddziela komorę nawiewną 4 od komory wywiewnej 5.

Przepona 3 w przykładowym wykonaniu ma postać aluminiowego profilu kształtowego, który w przekroju poprzecznym ma kształt litery T. Przepona 3 jest zamocowana obwodowo do profili skrzydła okiennego 1 i usytuowana jest względem niego w taki sposób, że co najmniej jedna z płaszczyzn przepony 3 leży w płaszczyźnie równoległej do powierzchni szyb okiennych 6.

W przykładowym wykonaniu kształtownik stanowiący przeponę 3 wymiennika ciepła jest połączony z profilem skrzydła 1 klejowo.

Wzdłużne zamocowanie przepony 3 względem profili skrzydła okiennego 1 umożliwia zwiększenie długości kanałów, w których następuje wymiana ciepła pomiędzy powietrzem wywiewanym z pomieszczenia a powietrzem nawiewanym do pomieszczenia. Długość przepony 3 jest wprost proporcjonalna do obwodu okna.

Istotne jest przy tym, że przy zamkniętym skrzydle okiennym 1 przepona 3 styka się z uszczelką 7 zamocowaną do ścianki profilu ościeżnicy 2, gdzie skrajne strefy stykania się profilu skrzydła okiennego 1 z ościeżnicą 2 są uszczelnione w sposób znany ze stanu techniki. Przepona 3 styka się natomiast z uszczelką 7, w taki sposób połączenie przepony 3 rozdziela przestrzeń pomiędzy skrzydłem okna 1 a ościeżnicą 2 tworząc z strony przepony 3 obwodową komorę nawiewną 4, i obwodową komorę wywiewną 5 z drugiej strony.

Obwodowa komora nawiewna 4 tworzy kanał nawiewny biegnący równolegle do płaszczyzny okna, który jest połączony odpowiednio z wlotem 8 powietrza usytuowanym na zewnętrznej ściance profilu ościeżnicy 2 i wylotem 9 powietrza po stronie wewnętrznej, przez które - po zamontowaniu okna w pomieszczeniu - powietrze wpływa z zewnętrz do pomieszczenia.

Powstała po drugiej stronie przepony 3 obwodowa komora wywiewna 5, tworzy kanał wywiewny połączony odpowiednio z wlotem 10 powietrza usytuowanym na ściance profilu ościeżnicy 2 po wewnętrznej stronie i wylotem 11 powietrza usytuowanym na zewnętrznej ściance profilu ościeżnicy 2, przez które powietrze wypływa z pomieszczenia na zewnętrz.

W efekcie przepływającego w przeciwnych do siebie kierunkach powietrza, następuje wymiana ciepła i w przypadku, gdy temperatura na zewnątrz pomieszczenia jest niższa od temperatury wewnątrz, powietrze wypływające z pomieszczenia ogrzewa poprzez przeponę 3 powietrze napływające do pomieszczenia, ograniczający tym samym straty energetyczne, związane z koniecznością ogrzania zimnego powietrza wprowadzanego do pomieszczenia.

W innym wariancie wykonania przepona 3 przeciwprądowego wymiennika ciepła ma postać kształtownika, którego przekrój poprzeczny ma kształt litery L. W kolejnych wariantach wykonania, niezależnie od przekroju poprzecznego kształtownika przepony 3 wymiennika ciepła ma postać kształtownika, który jest połączony z profilem skrzydła 1 mechanicznie, za pomocą wkrętów albo zacisków.

Claims (6)

1. System okienny o podwyższonej efektywności energetycznej, zawierający skrzydło okna i ościeżnicę, gdzie w strefie skrzydła i/albo ościeżnicy znajdują się kanały wentylacyjne, mające odpowiednio wlot i wylot, a pomiędzy skrzydłem okna i ościeżnicą znajdują się uszczelki, znamienny tym, że w przestrzeni pomiędzy ramą skrzydła okiennego (1) a ościeżnicą okna (2) znajduje się obwiedniowy wymiennik ciepła, zawierający układ przepony (3) oddzielającej komorę nawiewną (4) od komory wywiewnej (5), gdzie przepona (3) mająca postać profilu kształtowego wykonanego z materiału o wysokim współczynniku przenikania ciepła, korzystnie z aluminium, jest zamocowana obwodowo do skrzydła okiennego (1) i usytuowana jest względem niego w taki sposób, że co najmniej jedna z płaszczyzn przepony (3) leży w płasz czyźnie równoległej do powierzchni szyb okiennych (6) i zamocowana jest wzdłużnie względem profili skrzydła okiennego (1), a jej długość jest wprost proporcjonalna do obwodu okna, gdzie przy zamkniętym skrzydle okiennym (1) przepona (3) styka się w taki sposób z zamocowaną do ścianki profilu ościeżnicy (2) uszczelką (7), że połączenie przepony (3) z uszczelką (7) rozdziela przestrzeń pomiędzy skrzydłem okna (1) a ościeżnicą (2) tworząc po jednej stronie przepony (3) obwodową komorę nawiewną (4), tworzącą kanał nawiewny biegnący równolegle do płaszczyzny okna, połączony odpowiednio z wlotem (8) powietrza usytuowanym na zewnętrznej ściance profilu ościeżnicy (2) i wylotem (9) powietrza po stronie wewnętrznej, przez które powietrze wpływa do pomieszczenia z zewnętrz, natomiast po drugiej stronie przepony (3) powstaje obwodowa komora wywiewna (5), tworząca kanał wywiewny połączony odpowiednio z wlotem (10) powietrza usytuowanym na ściance profilu ościeżnicy (2) po wewnętrznej stronie i wylotem (11) powietrza usytuowanym na zewnętrznej ściance profilu ościeżnicy (2), przez które powietrze wypływa z pomieszczenia na zewnętrz.

2. System okienny według zastrz. 1 znamienny tym, że system okienny stanowią dwa skrzydła (1) okienne lub większa liczba skrzydeł (1) okiennych, zamontowanych odpowiednio w ościeżnicy (2) okna.

3. System okienny według zastrz. 1 albo zastrz. 2 znamienny tym, że przepona (3) wymiennika ciepła ma postać kształtownika, którego przekrój poprzeczny ma kształt litery T.

4. System okienny według zastrz. 1 albo zastrz. 2 znamienny tym, że przepona (3) wymiennika ciepła ma postać kształtownika, którego przekrój poprzeczny ma kształt litery L.

5. System okienny według zastrz. 1 albo zastrz. 3 albo zastrz. 4 znamienny tym, że przepona (3) wymiennika ciepła ma postać kształtownika, który jest połączony z profilem skrzydła (1) nierozłącznie, korzystnie klejowo.

6. System okienny według zastrz. 1 albo zastrz. 3 albo zastrz. 4 znamienny tym, że przepona (3) wymiennika ciepła ma postać kształtownika, który jest połączony z profilem skrzydła (1) rozłącznie, korzystnie za pomocą wkrętów i/albo zacisków.