RU2483173C2

RU2483173C2 - Multifunctional tile for roof

Info

Publication number: RU2483173C2
Application number: RU2011134533/03A
Authority: RU
Inventors: Алексей Александрович Кузнецов; Михаил Дмитриевич Лалайкин
Original assignee: Алексей Александрович Кузнецов; Михаил Дмитриевич Лалайкин
Priority date: 2011-08-17
Filing date: 2011-08-17
Publication date: 2013-05-27
Also published as: RU2011134533A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: multifunctional tile for a roof includes an inner cavity or cavities and is designed for functioning as a heat exchanger. When the roof cover is being assembled, cavities of the tile are connected into channels joined by means of cornice and ridge channels with a system for provision of resource-saving microclimate in a building. In case of roof cooling, water is supplied from the appropriate cold area of a heat accumulator with a good thermal contact with earth. Accumulation of solar thermal energy in the heat accumulator takes place due to energy spent for air cooling in the building, i.e. without additional energy costs. Further expansion of tile multifunctionality is provided by the fact that it has an additional function of a low-temperature thermoelectric power generator.

EFFECT: increased efficiency of tiles.

11 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, а также к энерготехнике, тепло-гелиотехнике, а именно к строительным элементам и конструкциям с новыми функциональными свойствами, посредством которых обеспечивается ресурсосберегающий микроклимат в строениях накоплением и использованием солнечной тепловой энергии. В частности, к объектам использования для скатных крыш жилых домов и хозяйственных помещений.The invention relates to construction, as well as to power engineering, heat and solar technology, namely to building elements and structures with new functional properties, through which a resource-saving microclimate in buildings is provided by the accumulation and use of solar thermal energy. In particular, to objects of use for pitched roofs of houses and utility rooms.

Близкие аналоги, совмещающие функциональные возможности и внешний вид плитки, отсутствуют.There are no close analogues combining the functionality and appearance of the tile.

Известны изобретения, относящиеся к гелиотехнике и предназначенные для аккумулирования солнечной тепловой энергии с целью последующего использования. Из них к аналогам с близким принципом функционирования шатра теплицы можно отнести заявку Российской Федерации №2002103695, 15.02.2002, A01G 13/06. В ней впервые предложен теплообменник в виде шатра теплицы, имеющей двойное покрытие, при этом конструкция шатра обеспечивает возможность перемещения воды и воздуха в пространстве между покрытиями, в ней также используется теплоаккумулятор, в котором создается и поддерживается температурный градиент воды передачей тепловой энергии, переносимой водой и воздухом в зависимости от температуры в определенные области объема теплоаккумулятора. Но крыша этой теплицы, состоящая из двух покрытий, имеет специфическую конструкцию, которая требует новых представлений и больших изменений, как традиционных технологий покрытия крыш, так и эстетических представлений, поэтому применение ее к современным жилым и хозяйственным строениям в данный момент затруднительно. Это частично относится к более близким аналогам, приведенным ниже. Более близкими аналогами, которые можно отнести к прототипам, являются заявка Российской Федерации №2005128163, 12.09.2005, 12.09.2005 F28F 3/00, F24D 15/00, и заявка Российской Федерации №2008141672, 20.10.2008. В них общий принцип функционирования крыш теплиц или строений близок к принципу функционирования крыши, покрытой многофункциональной плиткой. Для теплообмена в этих заявках используется крыша (шатер) строения, как солнечно-тепловой теплообменник, для этого она выполнена с двойным покрытием, обеспечивающим возможность перемещения воды и воздуха в пространстве между покрытиями. Наружное покрытие прозрачное, внутреннее оборудовано отливом и водосборным желобом, отводящим тепловую энергию воды в теплоаккумулятор. Вода, подаваемая насосом из холодной области термоаккумулятора, поступает в область конька и разбрызгивается или распыляется в пространстве между покрытиями, откуда также забирается охлажденный воздух, подаваемый внутрь сооружения, а вода, стекающая по внутреннему покрытию, участвует в теплообмене с нагреваемой солнцем конструкцией крыши и воздухом, нагревается, а затем поступает через распределитель в соответствующую ее температуре изотемпературную область термоаккумулятора.Known inventions related to solar technology and intended for the accumulation of solar thermal energy for subsequent use. Of these, analogues of the close principle of functioning of the tent of the greenhouse include the application of the Russian Federation No. 2002103695, 02.15.2002, A01G 13/06. It first proposed a heat exchanger in the form of a tent of a greenhouse having a double coating, while the design of the tent provides the ability to move water and air in the space between the coatings, it also uses a heat accumulator, which creates and maintains the temperature gradient of water by transferring thermal energy transferred by water and air depending on temperature in certain areas of the volume of the heat accumulator. But the roof of this greenhouse, consisting of two coatings, has a specific design, which requires new ideas and big changes, both traditional roof covering technologies and aesthetic representations, so applying it to modern residential and utility buildings is currently difficult. This is partly related to the closer analogues below. Closer analogues that can be attributed to the prototypes are the application of the Russian Federation No. 2005128163, 09/12/2005, 09/12/2005 F28F 3/00, F24D 15/00, and the application of the Russian Federation No. 2008141672, 20.10.2008. In them, the general principle of functioning of roofs of greenhouses or buildings is close to the principle of functioning of a roof covered with multifunctional tiles. For heat transfer, these applications use the roof (tent) of the structure, like a solar-thermal heat exchanger, for this it is made with a double coating, which allows the movement of water and air in the space between the coatings. The outer cover is transparent, the inside is equipped with a tide and a catchment channel, which diverts the thermal energy of water into the heat accumulator. Water supplied by the pump from the cold region of the thermal accumulator enters the ridge and is sprayed or sprayed in the space between the coatings, from which the cooled air supplied to the inside of the structure is also taken, and the water flowing down the inner coating is involved in heat exchange with the sun-heated roof structure and air , heats up, and then enters through the distributor in the isothermal region of the thermal accumulator corresponding to its temperature.

Накопление солнечной тепловой энергии в теплоаккумуляторе происходит за счет энергии, затрачиваемой на охлаждение воздуха в строении, то есть без дополнительных затрат энергии.The accumulation of solar thermal energy in the heat accumulator occurs due to the energy spent on cooling the air in the building, that is, without additional energy costs.

Более близкой решаемой данным изобретением задачей является конструкция, представляющая собой сеть прямых или извилистых каналов. Она ответвляется от самого верхнего, расположенного в горизонтальной плоскости, куда подается вода и забирается воздух. Каналы располагаются на согреваемых солнцем скатах крыши, соединяя верхний канал с карнизом. Они могут иметь не только прямой, но и извилистый путь: зигзагообразный, винтовой или спирально - винтовой. Они располагаются или в углублениях крыши, или на ее поверхности. Каналы выполняются составными из прозрачных патрубков или разъемными, закрытыми сверху прозрачными колпаками. Для борьбы с конденсатом внутри сооружения предлагается следующее решение: изнутри строения к охлаждаемым водой элементам конструкции на небольшом расстоянии от них, но обеспечивающем свободный доступ воздуха, к ним крепятся отводящие конденсат накладки, по которым конденсат отводится в сборник конденсата, а оттуда используется для пополнения потерь воды в теплоаккумуляторе.A closer problem to be solved by this invention is the design, which is a network of direct or winding channels. It branches off from the uppermost one, located in a horizontal plane, where water is supplied and air is taken. The canals are located on the roof slopes heated by the sun, connecting the upper channel with the cornice. They can have not only a straight, but also a winding path: zigzag, helical or spiral - helical. They are located either in the recesses of the roof, or on its surface. The channels are made of composite transparent pipes or detachable transparent caps closed on top. To combat condensate inside the structure, the following solution is proposed: from the inside of the structure to water-cooled structural elements at a small distance from them, but providing free air access, condensate-discharge plates are attached to them, through which the condensate is discharged into the condensate collector, and from there it is used to replenish losses water in the heat accumulator.

В этих полезных изобретениях приведено решение близкой задачи, но другими, далекими от традиционных, конструктивными решениями, поэтому для их широкого внедрения требуются значительные средства не только на разработку новых технологий, но на изменение традиционно сложившегося представления. Приведенные выше аналоги также включают: насос для воды, как средство для подачи воды; детали конструкций для распределения воды по скатам крыши; детали конструкций для отвода воды через температурный распределитель в теплоаккумулятор; средство или конструктивные детали, обеспечивающие движение воздуха для обеспечения ресурсосберегающего микроклимата в строениях. В предлагаемом изобретении приведено решение более широкой функциональной задачи, но в узкой области, для конкретного элемента, методами, приближенными к традиционным конструктивным решениям. Многофункциональная плитка не изменят внешнего вида крыш, обеспечивая более широкие функциональные возможности, то есть повышает эффективность крыш при меньших затратах на внедрение.These useful inventions provide a solution to a close problem, but by other, far from traditional, constructive solutions, therefore, for their widespread adoption significant funds are required not only for the development of new technologies, but also for changing the traditionally formed view. The above analogs also include: a water pump, as a means for supplying water; structural details for the distribution of water along the roof slopes; structural details for water drainage through the temperature distributor to the heat accumulator; means or structural parts that provide air movement to ensure a resource-saving microclimate in buildings. The present invention provides a solution to a wider functional problem, but in a narrow area, for a particular element, by methods close to traditional structural solutions. Multifunctional tiles will not change the appearance of roofs, providing wider functionality, that is, it increases the efficiency of roofs at lower implementation costs.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей при высокой экономичности традиционных по форме и новых по функциональным возможностям скатных крыш. Достигается использованием новых кровельных элементов многофункциональной плитки, применение которой обеспечивает ресурсосберегающие экологически чистые способы обеспечения микроклимата в строениях, повышение эффективности и экономичности, расширение функциональной возможности дополнительной функцией низкотемпературного термоэлектрического генератора электроэнергии.The purpose of the invention is the expansion of functionality with high efficiency traditional in shape and new in functionality pitched roofs. This is achieved by the use of new roofing elements of multifunctional tiles, the use of which provides resource-saving environmentally friendly ways to provide a microclimate in buildings, increasing efficiency and economy, expanding the functionality with an additional function of a low-temperature thermoelectric power generator.

Сущность изобретения. Многофункциональная плитка для скатных крыши, включающая внутреннюю полость или полости, предназначенная для покрытий скатных крыш, с возможностью функционирования в качестве теплообменника. Крыши строений включают: средство для подачи воды, детали конструкций для распределения воды по скатам крыши, детали конструкций для отвода воды через температурный распределитель в теплоаккумулятор и средство или конструктивные детали, обеспечивающие движение воздуха для обеспечения микроклимата в строениях. Внутренняя полость или полости многофункциональной плитки, открытые с двух сторон, выполнены с возможностью соединения при монтаже покрытия крыши в каналы, обеспечивающие возможность движения по ним, по меньшей мере, через две плитки, воды и (или) воздуха. Возможность соединения внутренней полости или полостей плитки в каналы достигается соответствием формы и внутренних размеров поперечного сечения полостей, в пределах длины соединения плиток, нижерасположенной по скату крыши плитки; наружной форме и размерам поперечного сечения патрубка или патрубков соединительных частей вышерасположенной по скату крыши плитки. Сверху стык плиток закрывает верхняя накрывающая кромка вышерасположенной плитки. Многофункциональная плитка может быть выполнена сдвоенной, то есть состоять из двух кровельных плиток или профильных листов, имеющих стандартный профиль: волновой, прямоугольный, трапециевидный, а также: синусоидальный, полукруглый, треугольный, четырехугольный, пятиугольный, шестиугольный. В этом случае плитка состоит из комбинации профильного листа с плоским листом, или двух листов одинакового профиля, или листов разных профилей, но с равным шагом. В последних двух случаях каналы в полой плитке формируются за счет того, что вершины волны профиля верхнего листа плитки расположены против впадины волны профиля нижнего листа плитки. Наружная верхняя часть многофункциональной плитки или ее поверхность может быть выполнена прозрачной, а в случае выполнения комбинированной плитки из двух разных материалов, верхняя часть ее выполнена из прозрачного материала. За счет возможности проникновения во внутренние полости плитки солнечного теплового излучения, в этой плитке совмещены функциональные качества теплообменника и солнечного коллектора.SUMMARY OF THE INVENTION Multifunctional tile for pitched roofs, including an internal cavity or cavities, designed to cover pitched roofs, with the possibility of functioning as a heat exchanger. Roofs of buildings include: means for supplying water, structural parts for distributing water along the roof slopes, structural parts for draining water through a temperature distributor to the heat accumulator, and means or structural parts providing air movement to provide a microclimate in buildings. The internal cavity or cavities of the multifunctional tile, open on both sides, are made with the possibility of connection when installing the roof covering in the channels, providing the possibility of movement through them through at least two tiles, water and (or) air. The ability to connect the internal cavity or cavity of the tile into the channels is achieved by matching the shape and internal dimensions of the cross section of the cavities, within the length of the connection of the tiles located along the slope of the roof of the tile; the external shape and cross-sectional dimensions of the pipe or pipes of the connecting parts of the tile above the slope of the roof. From above, the joint of the tiles is covered by the upper covering edge of the upstream tile. Multifunctional tiles can be made double, that is, consist of two roofing tiles or profile sheets having a standard profile: wave, rectangular, trapezoidal, as well as: sinusoidal, semicircular, triangular, quadrangular, pentagonal, hexagonal. In this case, the tile consists of a combination of a profile sheet with a flat sheet, or two sheets of the same profile, or sheets of different profiles, but with the same pitch. In the last two cases, the channels in the hollow tile are formed due to the fact that the tops of the profile wave of the top sheet of tiles are located opposite the cavity of the profile wave of the bottom sheet of tiles. The outer upper part of the multifunctional tile or its surface can be made transparent, and in the case of combining tiles of two different materials, its upper part is made of transparent material. Due to the possibility of penetration into the internal cavity of the solar thermal radiation tile, the functional qualities of the heat exchanger and the solar collector are combined in this tile.

Дальнейшее расширение многофункциональности плитки обеспечивается тем, что она имеет дополнительную функцию низкотемпературного термоэлектрического генератора электроэнергии. Она выполнена из диэлектрического материала и содержит полупроводники обеих видов проводимости с пограничным слоем и (или) проводники пар металлов или сплавов металлов, подобранных в термопары, спаи которых расположены в областях плитки с наибольшей разницей температур, а электрические выходы от внутренних соединений термопар, расположенные на краях плитки, выполнены в виде краевых контактов, коммутируемых при монтаже крыши с краевыми контактами соседней плитки в сеть, включающую отводящие электрический ток шины.Further expansion of the multifunctionality of the tile is provided by the fact that it has the additional function of a low-temperature thermoelectric power generator. It is made of a dielectric material and contains semiconductors of both types of conductivity with a boundary layer and (or) conductors of pairs of metals or metal alloys selected into thermocouples, the junctions of which are located in the tile regions with the greatest temperature difference, and the electrical outputs from the internal connections of thermocouples located on the edges of the tiles are made in the form of edge contacts, commutated during the installation of the roof with the edge contacts of the adjacent tile in the network, including the busbars that discharge electric current.

Технология производства такой многофункциональной плитки может быть различной, например материал плитки может быть армирован проволокой из металлов или сплавов металлов по схемам, образующим последовательно-параллельное соединение термопар.The production technology of such a multifunctional tile can be different, for example, the tile material can be reinforced with a wire of metals or metal alloys according to schemes forming a series-parallel connection of thermocouples.

Чтобы ослабить влияние окружающей среды на краевые электрические контакты. Краевые контакты от встроенных в плитку низкотемпературных термоэлектрических генераторов электроэнергии расположены на перекрываемых кромках многофункциональной плитки, в области вершины волны профиля или возвышения, со стороны накрываемой кромки, имеют вид выпуклостей или шипов, возвышающихся над поверхностью плитки; а ответные контакты, со стороны накрывающей кромки, имеют вид вогнутостей, утопленных в поверхность плитки, или углублений под шипы.To reduce environmental influences on edge electrical contacts. The edge contacts from the low-temperature thermoelectric power generators built into the tile are located on the overlapping edges of the multifunctional tile, in the region of the top of the profile or elevation wave, on the side of the covered edge, have the appearance of bulges or spikes rising above the surface of the tile; and the mating contacts, from the side of the covering edge, have the form of concavities recessed into the surface of the tile, or recesses under the spikes.

Дальнейшее расширение функциональных возможностей плитки обеспечивается тем, что она дополнена профильным отводящим конденсат листом, расположенным с внутренней стороны крыши под нижней поверхностью плитки. Профильные отводящие конденсат листы монтируются с зазором для возможности движения воздуха между внутренней поверхностью внешней кровли из многофункциональной плитки и внешней поверхностью внутренней кровли из профильных листов; гребни профиля листа имеют поры или отверстия, обеспечивающие доступ воздуха из внутреннего помещения строения к охлаждаемой водой нижней поверхности плитки, а из впадин профиля листа составляется сеть желобов, отводящих конденсат, образующийся на вышерасположенной нижней поверхности полой плитки. В случае одновременного движения через каналы в плитках воды и воздуха, вода стекает под действием силы тяжести сверху вниз через нижние области площадей поперечного сечения полостей плиток, а воздух, под действием естественной или принудительной тяги, поднимается снизу вверх, непосредственно над водой, через верхние области площадей поперечного сечения полостей плиток. Полости многофункциональной плитки могут иметь направляющие или препятствия ламинарному течению воды, образующими с дном полости нижней части плитки зазор и (или) имеющие отверстия, в граничной с поверхность дна полости плитки области, для пропуска остаточной воды и конденсата.Further expansion of the functionality of the tile is ensured by the fact that it is supplemented by a profile condensate-discharge sheet located on the inside of the roof under the lower surface of the tile. Profile condensate-discharge sheets are mounted with a gap for the possibility of air movement between the inner surface of the outer roof of the multifunctional tile and the outer surface of the inner roof of the profile sheets; the crests of the sheet profile have pores or holes that allow air from the interior of the building to access the bottom surface of the tile cooled by water, and a network of troughs is formed from the hollows of the sheet profile to remove condensate formed on the upstream bottom surface of the hollow tile. In the case of simultaneous movement through the channels in the tiles of water and air, the water flows downward from the gravity from above the lower areas of the cross-sectional areas of the tile cavities, and the air, under the action of natural or forced draft, rises from the bottom up, directly above the water, through the upper areas cross-sectional areas of tile cavities. The cavities of the multifunctional tile can have guides or obstacles to the laminar flow of water, forming a gap with the bottom of the cavity of the lower part of the tile and (or) having holes in the area bordering the bottom surface of the cavity of the tile to allow the passage of residual water and condensate.

Из-за больше турбулентного, чем ламинарного, характера движения воды в полостях плиток происходит хороший теплообмен между водой и воздухом. Для распределения воды по полостям плиток предназначен горизонтально расположенный коньковый канал, выполненный с возможностью объединения верхних по скату крыши полостей плиток, а полости нижних по скату крыши плиток объединены карнизным каналом, предназначенным для распределения воздуха по полостям плитки и отвода воды в теплоаккумулятор.Due to the more turbulent than laminar nature of the movement of water in the cavity of the tiles, good heat exchange occurs between water and air. A horizontally located ridge channel is designed to distribute water along the tile cavities, made to combine the upper cavities of the tiles along the roof slope, and the cavities of the lower tiles along the roof slope are connected by a cornice channel designed to distribute air along the tile cavities and drain water into the heat accumulator.

Горизонтально расположенный коньковый канал объединяет полости кровельной плитки в верхней части крыши, в области ее конька.A horizontally located ridge channel combines the cavity of the roof tile in the upper part of the roof, in the area of its ridge.

Коньковый канал имеет форму трубы с отверстиями или желоба с отверстиями для дождевания воды, равномерно разбрызгиваемой над ним, и поддона с плоским или выпуклым дном, боковые стенки которого прилегают к коньковым деталям кровли. На границе стенок и дна поддона расположены патрубки, предназначенные для соединения с полостями плитки, внешний контур поперечных сечений патрубков по форме и размерам соответствуют контуру поперечных сечений внутренних полостей плитки, в пределах длины соединения. В коньковом канале происходит теплообмен воды и воздуха, в нем распределяется по полостям верхних по скату крыши плиток вода, и через него проходит воздух, поступающий из каналов, образованных полостями плиток. В нижней части крыши, в области карниза, полости многофункциональной плитки объединены карнизным каналом, имеющим форму трубы с двумя плоскими гранями, по одной из которых расположены отверстия, по форме и размерам соответствующие наружной форме и размерам поперечного сечения патрубков плитки. Через карнизный канал проходит и распределяется по полостям плитки воздух и отводится вода, стекающая из полостей кровельной плитки, карнизный канал связан водоотводящей трубой с температурным распределителем теплоаккумулятора. Карнизный и коньковый каналы соединены с системой обеспечения ресурсосберегающего микроклимата в строении, которая включает: насос для подачи воды в коньковый канал, в случае охлаждения крыши, вода подается из соответствующей холодной, имеющей хороший тепловой контакт с землей, изотемпературной области теплоаккумулятора; теплоаккумулятор, который имеет сообщающиеся разделение на изотемпературные области посредством тепловых экранов, за счет этого в нем сохраняется и поддерживается температурный градиент воды; температурный распределитель для распределения воды, поступающей в него по водоотводящей трубе из карнизного канала, по изотемпературным областям теплоаккумулятора; вентиляционную систему строения, с которой соединены карнизный и коньковый каналы.The ridge channel has the form of a pipe with holes or a gutter with holes for irrigation of water, evenly sprayed above it, and a pan with a flat or convex bottom, the side walls of which are adjacent to the ridge details of the roof. At the border of the walls and the bottom of the pallet there are nozzles designed for connection with tile cavities, the external contour of the cross sections of the nozzles in shape and size correspond to the contour of the cross sections of the internal cavities of the tile, within the length of the connection. In the ridge channel, water and air are exchanged, water is distributed in the cavities of the upper slopes of the roof, and air passes through it from the channels formed by the cavity of the tiles. In the lower part of the roof, in the area of the cornice, the cavities of the multifunctional tile are joined by a cornice channel having the form of a pipe with two flat faces, one of which has openings corresponding in shape and size to the outer shape and dimensions of the cross section of the pipe nozzles. Air passes through the eaves channel and is distributed over the tile cavities and water is drained from the roof tile cavities, the eaves channel is connected by a drain pipe to the temperature distributor of the heat accumulator. The cornice and ridge channels are connected to a resource-saving microclimate system in the building, which includes: a pump for supplying water to the ridge channel, in case of roof cooling, water is supplied from the corresponding cold, which has good thermal contact with the ground, isothermal area of the heat accumulator; a heat accumulator, which has communicating separation into isothermal regions by means of heat shields, due to this, the temperature gradient of water is stored and maintained in it; a temperature distributor for distributing the water entering it through the drain pipe from the cornice channel through the isothermal regions of the heat accumulator; ventilation system of the building, with which the cornice and ridge channels are connected.

На Фиг.1 представлен фронтальный вид и поперечный разрез дома с крышей, покрытой многофункциональной плиткой, он включает в себя: теплоаккумулятор 1, коньковый канал: труба с отверствиями 2, труба подачи воды с форсунками 3, поддон 4, коньковую деталь 5, многофункциональную плитку 6, полость плитки 7, карнизный канал 8, водоотводящую трубу 9, отводящие конденсат листы 10, распределитель теплоаккумулятора 11, воздуховод вентиляционной системы 12. На Фиг.2 представлен увеличенный фрагмент крыши 6, покрытый многофункциональной плиткой, и другой вариант ее выполнения, где представлены: направляющие 13, краевые контакты 14. Работа многофункциональной плитки в составе крыши для обеспечения ресурсосберегающего микроклимата в строениях имеет несколько режимов. Рассмотрим один из наиболее экономичных режимов работы устройства.Figure 1 shows a front view and a cross section of a house with a roof covered with multifunctional tiles, it includes: a heat accumulator 1, a ridge channel: a pipe with holes 2, a water supply pipe with nozzles 3, a pallet 4, a ridge detail 5, a multifunctional tile 6, the cavity of the tile 7, the eaves channel 8, the drain pipe 9, the condensate discharge sheets 10, the heat accumulator distributor 11, the ventilation duct 12. FIG. 2 shows an enlarged fragment of the roof 6 covered with a multi-functional tile, and another embodiment its implementation, which presents: guides 13, edge contacts 14. The work of multifunctional tiles in the roof to provide a resource-saving microclimate in buildings has several modes. Consider one of the most economical modes of operation of the device.

Рассмотрим режим охлаждения с одновременным накоплением тепловой энергии для обеспечения ресурсосберегающего микроклимата в строениях.Consider the cooling mode with the simultaneous accumulation of thermal energy to provide a resource-saving microclimate in buildings.

Рассмотрим солнечный летний день. Наружный воздух нагревается, если его температура превысит заданный предел, включается насос для подачи воды, подающий холодную воду из соответствующей холодной, имеющей хороший тепловой контакт с землей, изотемпературной области теплоаккумулятора 1 в коньковый канал, в нем вода разбрызгивается в трубе с отверстиями 3 и стекает в поддон 4, затем распределяется по полостям 7 верхних по скату крыши плиток 6. Через коньковый канал проходит воздух, поступающий из каналов, образованных полостями плиток. В случае одновременного движения через каналы в плитках воды и воздуха, вода стекает под действием силы тяжести сверху вниз через нижние области площадей поперечного сечения полостей плиток, а воздух под действием естественной или принудительной тяги поднимается снизу вверх непосредственно над водой через верхние области площадей поперечного сечения полостей плиток. Вода стекает по каналам, образованным полостями плиток 6, крыши, функционирующей как теплообменник, участвуя в теплообмене, нагревается сама и охлаждает движущийся навстречу воздух; воздух, поднимаясь в коньковый канал, охлаждается и поступает в строение. Теплая вода стекает по каналам, образованным полостями плиток 6, в карнизный канал 8, через который также проходит для теплообмена воздух. Из карнизного канала вода стекает по водоотводящей трубе 9, ведущей к температурному распределителю теплоаккумулятора 11. Через температурный распределитель вода поступает в соответствующую ее температуре изотемпературную область теплоаккумулятора. Теплоаккумулятор имеет сообщающееся разделение на изотемпературные области посредством тепловых экранов, за счет этого в нем сохраняется и поддерживается температурный градиент воды;Consider a sunny summer day. Outside air is heated if its temperature exceeds a predetermined limit, a water supply pump is turned on, supplying cold water from the corresponding cold, having good thermal contact with the ground, isothermal area of the heat accumulator 1 to the ridge channel, water is sprayed in it in the pipe with holes 3 and drains into the pallet 4, then distributed into the cavities 7 of the upper slopes of the roof tiles 6. Through the ridge channel, air flows from the channels formed by the cavities of the tiles. In the case of simultaneous movement through the channels in the tiles of water and air, water flows under the action of gravity from top to bottom through the lower regions of the cross-sectional areas of the tiles, and the air, under the action of natural or forced traction, rises from below upward directly above the water through the upper regions of the cross-sectional areas of the cavities tiles. Water flows through the channels formed by the cavities of the tiles 6, the roof, which functions as a heat exchanger, participating in the heat exchange, heats itself and cools the air moving towards it; air rising into the ridge channel is cooled and enters the building. Warm water flows through the channels formed by the cavities of the tiles 6 into the eaves channel 8, through which air also passes for heat exchange. Water flows from the cornice channel through a drain pipe 9 leading to the temperature distributor of the heat accumulator 11. Through the temperature distributor, water enters the isothermal region of the heat accumulator corresponding to its temperature. The heat accumulator has a communicating division into isothermal regions by means of heat shields, due to this, the temperature gradient of water is stored and maintained in it;

охлажденный воздух забирается из той части карнизного канала, где разбрызгивается или распыляется вода. После этого по воздуховоду 12 подается в помещение или (и) в холодную область воздуховода теплоаккумулятора.chilled air is taken from that part of the cornice channel where water is sprayed or sprayed. After that, the duct 12 is fed into the room or (and) in the cold region of the duct of the heat accumulator.

Claims

1. Multifunctional roof tiles, including an internal cavity or cavities, intended for covering pitched roofs, with the possibility of functioning as a heat exchanger, including: means for supplying water, structural parts for distributing water along the roof slopes, structural parts for draining water through a temperature distributor into the heat accumulator and means or structural parts that provide air movement for the microclimate in buildings, characterized in that the internal cavity or cavity of the tile is open s on two sides, adapted to connect when installing the roof covering into the channels, providing the possibility of movement thereof, the at least two tiles, water and / or air; in the case of simultaneous movement through the channels in the tiles of water and air, water flows under the action of gravity from top to bottom through the lower areas of the cross-sectional areas of the tile cavities, and air, under the action of natural or forced draft, rises from the bottom up, directly above the water, through the upper areas of the cross-sectional areas cavity of the tiles, due to the more turbulent than laminar nature of the movement of water in the cavity of the tiles there is a good heat exchange between water and air; To distribute water along the tile cavities, a horizontally located ridge channel is designed to combine the upper cavities of the tiles along the roof slope, and the cavities of the lower tiles along the roof slope are connected by a cornice channel designed to distribute air over the tile cavities and drain water into the heat accumulator.

2. The multifunctional roof tile according to claim 1, characterized in that it has the additional function of a low-temperature thermoelectric power generator, it is made of dielectric material and contains semiconductors of both types of conductivity with a boundary layer and / or conductors of pairs of metals or metal alloys selected in thermocouples the junctions of which are located in the areas of the tile with the largest temperature difference, and the electrical outputs from the internal connections of the thermocouples located on the edges of the tile are made in e edge contacts switched when installing roof edge contacts with the neighboring tiles in the network including allocating bus current.

3. The multifunctional roof tile according to claim 2, characterized in that the tile material is reinforced with a wire of metals or metal alloys according to schemes forming a series-parallel connection of thermocouples.

4. The multifunctional roof tile according to claim 2, characterized in that the edge contacts are located on the overlapping edges of the tile, in the region of the top of the profile or elevation wave, on the side of the covered edge, have the appearance of bulges or spikes rising above the surface of the tile; and the reciprocal contacts from the side of the covering edge have the form of concavities recessed into the surface of the tile, or recesses under the spikes.

5. The multifunctional roof tile according to claim 1, characterized in that it is double, consisting of two roofing tiles or profile sheets having a standard profile: wave, rectangular, trapezoidal, and also: sinusoidal, semicircular, triangular, quadrangular, pentagonal, hexagonal; the tile consists of a combination of a profile sheet with a flat sheet or two sheets of the same profile, or sheets of different profiles, but with an equal step, in these cases, channels in the hollow tile are formed due to the fact that the wave peaks of the profile of the top sheet of the tile are located against the wave trough profile of the bottom tile sheet.

6. The multifunctional roof tile according to claim 2, characterized in that the cavity of the tile has guides or obstacles to the laminar flow of water, forming a gap with the bottom of the cavity of the bottom of the tile and / or having openings in the region adjacent to the bottom surface of the bottom of the tile cavity, for skipping residual water and condensate.

7. The multifunctional roof tile according to claim 6, characterized in that the outer upper part of the tile or its surface is made transparent, and in the case of combining tiles of two different materials, its upper part is made of transparent material; Due to the possibility of penetration of solar thermal radiation into the internal cavity of the tile, the functional qualities of the heat exchanger and the solar collector are combined in this tile.

8. The multifunctional roof tile according to claim 7, characterized in that it is supplemented by a profile condensate discharge sheet located on the inner side of the roof under the lower surface of the tile, with a gap for the possibility of air movement between the inner surface of the outer roof of the multifunctional tile and the outer surface of the inner roof from profile sheets; the crests of the sheet profile have pores or holes that allow air from the interior of the building to access the bottom surface of the tile cooled by water, and a network of troughs is formed from the hollows of the sheet profile to remove condensate formed on the upstream bottom surface of the hollow tile.

9. The multifunctional roof tile according to claim 8, characterized in that the possibility of connecting the internal cavity or cavity of the tile into the channels is achieved by matching the shape and internal dimensions of the cross section of the cavities, within the length of the connection of the tiles located along the slope of the roof of the tile; the outer shape and cross-sectional dimensions of the pipe or pipes of the connecting parts of the tile above the slope of the roof, and from the top, the joint of the tiles closes the upper covering edge of the tile above.

10. The multifunctional roof tile according to claim 2, characterized in that in the upper part of the roof, in the area of its ridge, the cavities of the roofing tile are joined by a horizontal ridge channel in the form of a pipe with holes or gutters with holes for sprinkling water that is uniformly sprayed over it , and a pallet with a flat or convex bottom, the side walls of which are adjacent to the ridge parts, and on the border of the walls and the bottom of the pallet there are pipes intended for connection with tile cavities, an external contour of the cross sections of the pipe in shape and size correspond to the contour of the cross sections of the internal cavities of the tile, within the length of the connection; water and air are exchanged in the ridge channel, water is distributed in the cavities of the upper roof slopes along the roof slope, and air passes through it from the channels formed by the tile cavities.

11. A multifunctional roof tile according to any one of claims 1 to 10, characterized in that in the lower part of the roof, in the area of the eaves, the cavities of the roofing tile are joined by a cornice channel having the form of a pipe with two flat faces, one of which has openings the shape and dimensions corresponding to the outer shape and dimensions of the cross section of the pipe nozzles; air passes through the eaves channel and is distributed over the tile cavities and water is drained from the roof tile cavities, the eaves channel is connected by a drain pipe to the temperature distributor of the heat accumulator; the cornice and ridge channels are connected to a system for providing a resource-saving microclimate in the building, including: a pump for supplying water to the ridge channel, in case of roof cooling, water is supplied from the corresponding cold, which has good thermal contact with the ground, isothermal area of the heat accumulator; a heat accumulator, which has a communicating division into isothermal regions by means of heat shields, due to this, the temperature gradient of water is stored and maintained in it; a temperature distributor for distributing the water entering it through the drain pipe from the cornice channel through the isothermal regions of the heat accumulator; ventilation system of the building, with which the cornice and ridge channels are connected.