SE533796C2 - Solenergisystem innefattande ett utrymme i en byggnads tak - Google Patents

Description

533 795 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Dessa syften uppnås genom ett solenergisystem innefattande ett utrymme i en byggnads tak eller vägg, i vilket utrymme ett strömmande medium kan cirkuleras mellan en inloppsöppning och en utloppsöppning, kännetecknad av att ett flertal balkar är anordnade i mediets strömningsväg mellan inloppsöppningen och utloppsöppningen, vilka balkar är genomsläppliga för mediet för att medge medieströmning mellan inloppsöppningen och utloppsöppningen. Genom att ett flertal balkar är anordnade i utrymmet tilllörsäkras att det ljusabsorberande materialskiktet, som utåt avgränsar utrymmet samt läkt, som uppbär takpannorna, får erforderligt stöd. Vidare innebär balkamas genomsläpplighet att mediet kan strömma från inloppsöppningen till utloppsöppningen oavsett antal balkar som anordnas i utrymmet. Därigenom uppnås att solenergisystemet enligt uppfinningen blir mer flexibelt och kan anpassas till alla belastningar såsom snölast, personlast, mm., som kan uppträda vid montering och nyttjande av solenergisystemet på befintliga byggnader eller vid nyproduktion. Utrymmets möjliga storlek begränsas då endast av tak- eller väggstorleken.

I en första föredragen utfóringsforln innefattar varje mediegenomsläpplig balk ett långsträckt första element, ett långsträckt andra element och ett liv försett med öppningar, vilket liv förbinder de första och andra elementen med varandra.

I en variant består livet av en rad av åtskilda distanselement, vilka exempelvis har cirkulärt eller ovalt tvärsnitt. lO 533 796 I en andra föredragen utföringsform är varje mediegenomsläpplig balk tillverkad av metall eller kompositmaterial och innefattar en bas samt två från basen utgående skänklar, vilka skänklar vardera innefattar en rad öppningar.

Nämnda utrymme avgränsas utåt av ett gastätt, ljusabsorberande materialskikt. inåt begränsas utrymmet av ett materialskikt, som kan utgöras av ett vägg- eller takskikt i den byggnad solenergisystemet monteras eller ett i samband med installationen av solenergisystemet tillfogat materialskikt.

Nämnda utrymme kan vara anordnat på taket av en byggnad och de mediegenomsläppliga balkama kan sträcka sig från en takfot eller från varje takfot i riktning mot taknocken. De mediegenomsläppliga balkama kan även sträcka sig horisontellt i stället for i riktning mot taknocken. Vid ett sådant utförande utgör avståndet mellan takets takstolar lämpligen en multipel av avståndet mellan distanselennenten och de genomsläppliga balkarna är så anordnade i nämnda utrymme att ett distanselement är beläget vertikalt ovanför varje takstol. I en vägg eller på ett tak kan även balken monteras diagonalt för att på så sätt utgöra en stödjande sträva.

Nämnda utrymme är med fördel uppdelat i två delutrymmen mellan inlopps- och utloppsöppningen, varvid utrymmet innehållande inloppsöppningen är mindre än utrymmet innehållande utloppsöppningen, samt att en passage finns mellan de två delutrymrnena, vilken passage är belägen i motsatt ände av delutrymmena i förhållande till inlopps- och utloppsöppningen. Genom en sådan utformning kan en självcirkulation av strömmande medie mellan inlopp och utlopp uppkomma i utrymmet när ljus infaller på det ljusabsorberande materialskiktet. 533 796 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen ska nu beskrivas med hänvisning till bifogade figurer, av vilka; fig. 1 schematiskt visar en perspektivvy av ett utrymme ingående i ett solenergisystein enligt en forsta töredragen utforingsform av uppfinningen med borttaget ljusabsorberande skikt, fig. 2 schematiskt visar en tvärsnittsvy från sidan av en del av solenergisystemet, fig.3 schematiskt visar en perspektivvy av en del av en mediegenomsläpplig balk enligt en andra föredragen utforingsforin, fig. 4 schematiskt visar en sidovy av balken i figur 3, fig. S visar ett tvärsnittsvy längs linjen V-V i figur 4, fig. 6 och 7 visar likadana vyer som figur 5 av balkar. som utgör varianter av balken i figur 3, fig. 8 schematiskt visar en perspektivvy av en del av mediegenomsläpplig balk enligt en tredje fóredragen utfóringsfonn, och fig. 9 visar en sidovy av balken i figur 8. 533 796 BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Figur 1 visar schematiskt ett utrymme 1 ingående i ett solenergisystem enligt uppfinningen. Utrymmet 1 avgränsas i sidled av balkar 2,3 eller liknande element, uppåt av en taknock 4 eller en balk beroende på om utrymmet är anordnat i en vägg eller på ett tak, nedåt av en takfotsbräda 5 eller balk, inåt av ett materialskikt 6 och utåt av ett ljusabsorberande skikt, som inte visas i figur 1. Vidare innefattar utrymmet en inloppsöppning 7 och en utloppsöppning 8.

Utrymmet 1 är fyllt medelst ett lämpligt medium. Om mediet i utrymmet 1 är luft kan öppningarna 2 och 3 vara anslutna direkt till lufien inuti byggnaden annars till inlopp respektive utlopp hos en värmeväxlare eller annan typ av värmeupptagande komponent i en energilagrande eller energiavgivande anordning. I den beskrivna utíöringsforrnen utgöres det strömmande mediet av luft.

Inuti utrymmet 1 är en rad av balkar 9-13 anordnade. Balkama 9-13 sträcker sig parallellt med varandra och med utrymmets kortsidor 2,3. Vidare är höjden av balkama 9-13 lika med avståndet mellan det inre inaterialskiktet 6 och det ljusabsorberande skiktet, vilket är nödvändigt för att de ska kunna uppfylla sin bärande funktion. Luft kan därmed inte passera under eller över balkarna 9-13, frånsett eventuellt läckflöde som kan uppkomma på grund av ojämnheter eller dylikt hos balkamas över- eller undersidor.

Balkarna 9-13 utgöres vardera av l-balkar med en överliggare 14, en underliggare 15 samt ett liv 16. Livet 16 hos balken 9 är försedd med en öppning 17 medan balkarnas 10-13 liv är försedda med minst två öppningar 17. Den enda förekommande öppningen 17 i balken 9 är placerad i den ände av balken som är belägen längst bort från inloppsöppningen 7. Balken 9 avdelar utrymmet 1 i ett första delutrymme, som innehåller inloppsöppningen 533 796 7, och ett andra delutrymme, som innehåller utloppsöppningen 8. Genom denna placering av balken 9 med en öppning 17 uppnås att luften måste strömma nedåt i det första delutrymmet och igenom öppningen 17 i balken 9, vilken mynnar i en undre del av det andra delutrymmet. Genom att det andra delutrymmet innehållande utloppsöppningen 8 är större än det forsta delutrymmet innehållande inloppsöppningen erhålles en självcirkulation i utrymmet l när ljus värmer luften i utrymmet l så att en luftströmning från inloppet 7 går nedåt i det första delutrymmet och strömmar in i det andra delutrymmet genom öppningen 17 i balken 9, varefter luften i det andra delutrymmet strömmar mot utloppet 8. Genom att balkama 10-13 innehåller minst två öppningar 17 vardera hindras inte denna luftströmning mot utloppet 8 inte i någon nämnvärd utsträckning. l det i figur 1 visade utförandet är balken 9 innehållande endast en öppning placerad närmast inloppsöppningen 7, vilket ger minsta möjliga första delutrymme och därmed störst storleksskillnad mellan det första och det andra delutrymmet. Det är naturligtvis möjligt att i stället låta balken 9 byta plats med någon av de andra balkarna, t.ex. balk 10 i figur l för att därigenom ändra storleksfórhållandena mellan det första och andra delutrymmet. I det visade exemplet är balkarna 9-13 placerade så att de även uppfyller en bärande funktion, tex. av bärläkten för takpannorna om utrymmet 1 är beläget på ett tak, och är därför anordnade på lika avstånd från varandra. Om man vill ha ett annat storleksförhållande mellan det första och andra delutrymmet än som medges av balkamas bärfunktion är det naturligtvis möjligt att på valfri plats placera in en balk med endast en öppning eller vilkens ände inte når fram till undre kanten av utrymmet 1 mellan övriga balkar i utrymmet. En sådan balk har då endast en avgränsande funktion och behöver således inte heller sträcka sig parallellt med övriga balkar. Om en sådan enbart avgränsande balk utnyttjas ska alla andra balkar i utrymmet l ha minst två öppningar 17. 533 796 De i figur 1 visade balkama 10-13 med två öppningar är endast visade som schernatiska exempel. Liven 16 hos dessa balkar kan ha flera öppningar 17 än de två som visas på figuren och öppningarna kan ha annan form, t.ex. cirkulär, oval, triangulär, rektangulär, etc., och andra dimensioner än som visats i figurerna. Livet behöver inte heller vara uppbyggt av ett materialstycke, ur vilket öppningar stansats eller på annat sätt upptagits, utan kan vara uppbyggt av stänger eller liknande element, som bildar ett fackverk.

I figur 2 visas i en tvärsnittsvy en del av solenergisystemet i en utföringsform, i vilken utrymmet 1 är anordnat på ett tak. Som tidigare sagt begränsas utrymmet 1 utåt av ett skikt 18 av ett ljusabsorberande material, t.ex ett svartmâlat skikt av metall, fiberduk eller annat material. Skiktet 6 som avgränsat utrymmet 1 inåt kan vara ett spontat innertak, papp, masonit m.m eller en isolerande duk eller ett plastskikt. Vidare uppbär balkama 2,9-13,3 en rad av horisontellt monterade bärläkt 19, på vilka takpannorna 20 hängs upp.

Takpannorna 20 är transparanta så att ljus som infaller därpå går igenom pannorna och träffar det ljusabsorberande skiktet 18. Takpannorna kan exempelvis vara tillverkade av glas eller plast eller annat transparant material.

När ljus träffar skiktet 18, som med fördel är svart eller har någon annan nyans eller färg, som främjar ljusabsorption, omvandlas ljuset till värme, som sedan emitteras till luften i utrymmet 1. Genom de olika storleksförhållandena mellan det första delutrymmet och det andra delutrymmet kommer en självcirkulation igång när temperaturen i utrymmet överstiger temperaturen i det utrymme som avses att värmas. Det är naturligtvis möjligt att understödja denna självcirkulation med hjälp av en eller flera fläktar, vilket dessutom ger den fördelen att luftcirkulationens start och förlopp kan valfritt styras. 533 796 I figurema 3 -7 visas en andra utföringsform av balk 21 för användning i utrymmet 1. I figur 3 visas en perspektivvy av en del av balken 21 anordnad mellan ett ljusabsorberande skikt 18 och ett materialskikt 6, exempelvis ett spontat innertak, i figur 4 visas en del av balken 21 i en sidovy och i ñgur 5 visas balken 21 i en tvärsnittsvy. Balken 21 utgöres av en balk med en överliggare 22, en underliggare 23 och ett liv bestående av en rad av åtskilda distanselement 24. av vilka endast ett visas i figur 3. Den i figur 3 visade balken är anordnad horisontellt på ett tak och sträcker sig över hela bredden av taket. I figur 3 visas även en övre U-formad list 25 av metall, på vilken ljusgenomsläppliga takpannor kan hängas upp och vilken ersätter konventionell bärläkt. Genom Förekomsten av den horisontella listen 21 under det ljusabsorberande skiktet 18 kan listen 25 ges mindre dimensioner än konventionell bärläkt, vilket gör att den kastar mindre skugga på det ljusabsorberande skiktet än en konventionell bärläkt. För att medge avrinning av eventuellt vatten på det ljusabsorberande skiktet är den U-forrnade list 25 försedd med en rad öppningar 27. Om denna U-formade list ges samma färg eller nyans som det ljusabsorberande skiktet 18 absorberar den ljus och smälter visuellt ihop med det lj usabsorberande skiktet. Över- och underliggama 22 respektive 23 hari den visade utföringsformen avfasade kanter så att de i tvärsnitt har formen av stympade trianglar med topparna vända mot varandra. Därigenom minskas tryckfallet när luft strömmar igenom de fria utrymmena mellan distanseleinenten 24. Det är naturligtvis möjligt att ge över- och underliggarna annan tvärsnittsfonn, exempelvis kvadratiskt eller rektangulärt. De avfasade kantema kan även ges bågform.

Distanselementen 24 har i den visade utföringsforrnen rektangulärt tvärsnitt men även dessa element kan ges annan tvärsnittsforin. I figur 6 visas i en 533 796 likadan tvärsnittsvy som figur 5 en variant av distanselement 24'. i vilken de mot varandra kanterna hos distanselementen i tvärsnitt har triangulär form.

Andra tvärsnittsformer, såsom bågform, är tänkbara. Ett distanselement med bågformiga mot varandra vända kanter kan utformas så att dess tvärsnittsfonn blir cirkulär eller oval. I figur 7 visas en balk 21, som har distanselement 24" med cirkulärt tvärsnitt.

Vid horisontell placering av balkarna 21 måste naturligtvis ett avskiljande element anordnas i utrymmet l om man önskar utnyttja fördelen med en sj älvcirkulation av luften i utrymmet, som uppkommer genom olika stora delutrymmen.

Balkar 21 kan naturligtvis även placeras så att de sträcker från takfotcn till taknocken i stället För horisontellt, såsom balkama 9-13 i figur 1. Vid ett sådant anordnande av balkar 21 krävs naturligtvis också ett avskilj ande element, som antingen ersätter en av balkama 21 eller placeras mellan två av dessa. Vid en sådan placering av balkama 21 kan distanselementen 24' utformas med ett V-formad tvärsnitt på endast en av de mot varandra vända kanterna, varvid balkarna anordnas så att den V-formade spetsen hos distanselementen är riktad nedåt i det första delutrymmet, där gasen strömmar nedåt, och uppåt i det andra delutrymmet, där gasen strömmar uppåt.

I figurerna 8 och 9 visas en tredje utföringsform av en luftgenomsläpplig balk 27 lämplig att användas i utrymmet 1 i likadana vyer som figur 3 och 4. Denna balk 27 är tillverkad av metall och har en U-liknande form med en bas 28 och två skänklar 29,30. Skänkeln 30 bildar i det visade utförandet en vinkel av 900 med basen 28 medan skänkeln 29 bildar en större, trubbig vinkel med basen 28 än skänkeln 30. Skänklama 29, 30 avslutas av två utvikta fistflänsar, vilka används till att fästa balken till underlaget, som exempelvis kan utgöras av ett 533 796 spontat innertak eller av takstolarna hos taket. Vidare har skänklarna 29,30 vardera en rad av valvliknande öppningar 31, som sträcker sig utefter längden av balken 27. Formen och storleken av öppningama 31 kan varieras liksom deras placering. Exempelvis kan de utgöras av cirkulära eller ovala öppningar, som sträcker sig i en rad eller två eller flera relativt varandra förskjutna rader utefter längden av balken 27.

I den visade utföringsforrnen sträcker sig balken 27 horisontellt över takbredden och en list 32 är fäst till balkens 27 bas 28 med skruvar, som sträcker sig igenom det mellanliggande ljusabsorberande skiktet 18. Andra hopfogningsanordningar än skruvar eller nitar kan naturligtvis användas för att foga samman bärläkt (listen 32), ljusabsorberande skikt och balk 27. Listen 32 har en L-formig underdel 33 och en överliggare 34. Den ena skänkeln 35 hos den L-formi ga underdelen 33 utgör fästdel för att fästa listen till underlaget medan en rad av öppningar 37 sträcker sig utefter längden av listen 32 för att medge avrinning av eventuellt vatten som rinner in mellan takpannor, vilka uppstödes av balken 27 och listen 32, och det lj usabsorberande skiktet 18.

Listen 32 ger samma fördelar som listen 25. som beskrivits med hänvisning till figur 3, jämfört med en konventionell bärläkt.

Alla de beskrivna balkarna kan anordnas att sträcka sig från takfoten av ett tak till dess taknock eller sträcka sig horisontellt altemativt diagonalt. Vid ett utförande enligt figurerna 3-7, där balken sträcker sig horisontellt, bör distanselementen anordnas så att ett distanselement hamnar över varje takstol.

Exempelvis kan centrumavståndet mellan distanselementen vara anpassat till ett centrumavstånd på både 60 cm och 120 cm hos takstolar. Andra avstånd mellan takstolama ger naturligtvis andra centrumavstånd mellan distanselementen. Generellt kan sägas att avståndet mellan takstolama ska vara en heltalsmultipcl av avståndet mellan distanselementen. 533 796 ll I alla de beskrivna utföringsformerna är de mediegenomsläppliga balkarna vid takapplikation placerade ovanför takstolama, vilket är föredraget. Det är naturligtvis även möjligt att i stället placera balkarna under takstolama och låta utrymmena mellan takstolama utgöra delar av utrymmet 1.

I de beskrivna utföringsformerna kan utrymmet 1 utformas på befintliga takkonstruktioner och de beskrivna balkarna utgör tillsats- eller ersättningsbalkar till redan befintliga konstruktionselement. Vid nyproduktion kan emellertid utrymmet 1 åstadkommas på ett enkelt sätt genom att takstolarna utgöres av genomsläppliga balkar enligt någon av utföringsformema, Lex. kan balkarna 2, 3, 9~l3 utgöra takstolar i en nyproducerad byggnad. Naturligtvis måste balkdimensionema anpassas till de laster, som skall uppbäras.

De mediegenomsläppliga balkarna i figurerna 1-7 kan vara tillverkade av trä. metall medan balken enligt figurerna 8 och 9 är tillverkad av metall. Det är även tänkbart att använda plast- eller koinpositinaterial. Det ljusabsorberande skiktet kan bestå av svartmålad plåt eller av en fiberväv belagd med ett tunt lager av metall och ovanpå detta ett tunt skikt av mörk färg. Ett på fiberväv baserat skikt föredrages av monterings- och hanteringsskäl. Andra flexibla material än fiberväv kan användas i ett ljusabsorberande skikt belagt med metall- och fargskikt.

De beskrivna utförings formerna kan naturligtvis varieras inom ramen för uppfinningen, speciellt med avseende på former hos i balkama ingående element. Exempelvis kan U-balkar med korta skänklar användas i den i figur 1 visade utföringsformen i stället för I-balkar. Även rörformiga balkar med inediegenomsläppliga motstående sidor kan användas. Vidare kan skänklarna i 533 796 12 den i figur 8 visade balken bilda samma vinkel med basen och inte olika vinklar. Även om beskrivningen av utfóringsformerna främst inriktats på takapplicering av solenergisystemet kan detta även appliceras på väggar. Det strömmande mediet behöver inte utgöras av lufi, även om detta fóredrages, utan kan bestå av annan gas eller gasblandning eller av flytande medium, exempelvis vatten. Om andra medier än luft användes ställes högre krav på tätheten hos utrymmet. Vidare kan inlopps- och/eller utloppsöppningen bestå av fler än en öppning och fler än ett utrymme 1 kan vara anordnade på ett tak eller en vägg. Uppfinningen skall därför endast begränsas av innehållet i bifogade patentkrav.

Claims (8)

10 15 20 25 533 796 13 Patentkrav

1. Solenergisystem innefattande ett utrymme (1) i en byggnads tak, vilket utrymme begränsas utåt av ett skikt (18) av ett ljusabsorberande material och inåt av ett materialskikt (6), i vilket utrymme ett strömmande medium kan cirkuleras mellan en inloppsöppning (7) och en utloppsöppning (8), varvid ett flertal balkar (9-13;21;27) är anordnade i mediets strömningsväg mellan inloppsöppningen (7) och utloppsöppningen (8), vilka balkar är mediegenomsläppliga att medge medieströmning mellan inloppsöppningen och utloppsöppningen, kännetecknat av att de mediegenomsläppliga balkama (9-l3;21;27) sträcker sig horisontellt, varvid balkarna är anordnade att uppbära en bärläkt på vilka transparanta takpannor är avsedda att hängas upp.

2. System enligt krav l, vid vilket varje mediegenomsläpplig balk innefattar ett långsträckt forsta element (l4;22), ett lângsträckt andra element (l5;23) och ett öppningsfórsett liv (16;24;24';24"), som förbinder de forsta och andra elementen med varandra.

3. System enligt krav 2, vid vilket livet utgöres av en rad av åtskilda distanselement (24g24 ';24' ').

4. System enligt krav 3, vid vilket distanselementen har cirkulärt eller ovalt tvärsnitt.

5. System enligt krav 1, vid vilket varje mediegenomsläpplig balk (27) är tillverkad av metall eller kompositmaterial och innefattar en bas (28) samt två från basen utgående skänklar (29,3 0), vilka skänklar vardera innefattar en rad öppningar (31). 10 533 796 14

6. System enligt något av kraven 1-5, varvid nämnda utåt avgränsande ljusabsorberande materialskikt (18) är gastätt.

7. System enligt krav 3 eller 6, vid vilket avståndet mellan takets takstolar utgör en multipel av avståndet mellan distanselementen (24;24';24") och de mediegenomsläppliga balkarna (21) är så anordnade i nämnda utrymme (1) att ett distanselement är beläget vertikalt ovanför varje takstol.

8. System enligt något av föregående krav, vid vilket nämnda utrymme (1) är uppdelat i två delutrymmen mellan inlopps- och utloppsöppningen, varvid utrymmet innehållande inloppsöppningen (7) är mindre än utrymmet innehållande utloppsöppningen (8), samt att en passage (17) finns mellan de två delutrymmena, vilken passage är belägen i motsatt ände av delutrymmena i förhållande till inlopps- (7) och utloppsöppningen (8).