CS254020B1

CS254020B1 - Apparatus for solar air heating

Info

Publication number: CS254020B1
Application number: CS852508A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Stefanik; Dusan Chudy; Frantisek Nedoma; Stanislav Has
Original assignee: Frantisek Stefanik; Dusan Chudy; Frantisek Nedoma; Stanislav Has
Priority date: 1985-04-04
Filing date: 1985-04-04
Publication date: 1987-12-17
Also published as: CS250885A1

Abstract

Zariadenie pre solárny ohřev vzduchu je určené pre sušenie plodin alebo iných výrobkov, ktoré tvoří očeíová konštrukcia so štípami a vázníkami s váznicami a paždíkami s dvomi plášťovými krytmi usporiadanými tak, že vytvárajú po časti, alebo po celej streche a po jednej zvislej stene spojený vzduchový kanál, vedúci od jedného okraja střechy cez celu jej plochu a pozdíž zvislej steny k podtlakovému kanálu, vytvořenému pozdíž celej spodnej časti steny. Spodný kryt tvoriaci dno kanálu je připevněný na vážnice a paždíky a vonkajší s ním rovnoběžný kryt kanála je připevněný k dištančným prvkom, situovaným kolmo k vázniciam respektívne k paždíkom, pričom aspoň jeden kryt má povrch pohlcujúci slnečné žiarenie. Vynález sa može využit v poínohospodárstve a v odvetviach, kde je možné využit nízkopotenciálny ohřev vzduchu.The device for solar air heating is intended for drying crops or other products, which is formed by a steel structure with posts and trusses with trusses and battens with two casing covers arranged in such a way that they form a connected air channel along part or the entire roof and one vertical wall, leading from one edge of the roof across its entire surface and along the vertical wall to a vacuum channel formed along the entire lower part of the wall. The lower cover forming the bottom of the channel is attached to the trusses and battens and the outer parallel cover of the channel is attached to spacer elements located perpendicular to the trusses and battens, respectively, while at least one cover has a surface that absorbs solar radiation. The invention can be used in agriculture and in industries where low-potential air heating can be used.

Description

2340 202340 20

Vynález sa týká zariadenia pře solárny o-hrev vzduchu u objektov pre sušenie plo-din, alebo iných výrobkov., ktoré tvoří oce-lová konštrukcia so štípami a vazníkmi sváznicami a paždíkami s dvorní plášťovýmikrytmi usporiadanými tak, že vytvárajú počasti alebo po celej streche a po jednej zvis-lej stene spojený vzduchový kanál, vedúciod jedného okraja střechy cez celu jej plo-chu a pozdlž zvislej steny k podtlakovémukanálu, vytvořenému pozdlž celej spodnejčasti steny. Spodný kryt tvoriaci dno kanálaje pripevinený na vaznice a paždíky a von-kajší s ním rovnoběžný kryt kanála je při-pevněný k dištančným prvkom situovanýmkolmo k vázniciam, resp. paždíkom, pričomaspoň jeden kryt má povrch pohlcujúci sl-nečné žiarenie.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for the solar-air heating of objects for the drying of flats or other products, which comprises a steel structure with ribs and trusses with bundles and side rails with yard coverings arranged so as to form portions or over the roof and an air duct connected to one vertical wall, leading one roof edge over the whole of its surface and along a vertical wall to a vacuum duct formed along the entire bottom of the wall. The bottom cover forming the bottom of the channel is fixed to the purlins and the side walls and the outer channel cover thereof is fixed to the spacers located perpendicular to the trusses or the spacers. at least one cover has a solar absorbing surface.

Doteraz známe nosné ocelové konštrukciejednopodlažných a: viacpodlažných objektovsa skladajú zo stípov a vazníkov, na kto-rých sú prichytené vážnice a paždíky. Natakáte» nosné konštrukcie sa montuje jed-noduché alebo dvojité opláštenie, pričomkonstrukčně riešenie neumožňuje prúdenievzduchu medzi plášťami. Nevýhodou takých-to> ocelových konštrukcií je, že slnečná e-nergia v takýchto objektech sa využívá ibapasivné. Iné známe ocelové konštrukcie ob-jektov, ktoré umožňujú aktivně využitie sl-hečňej energie pre ohřev vzduchu, majú nastreche umiestnený velkoplošný ohrievač,vytvořený z povodněj krytiny střechy s čier-nou povrchovou úpravou, z podhladu voíunkcii dna vzduchového kanála a zo svet-lopriepustného krytu nad pčvodnou streš-nou krytinou. Podhlad je připevněný na pří-davná nosná ocelová konštrukciu pod p8-vodnou strešnou krytinou. Svetlopriepustnýkryt je připevněný na nosná dřevená látko-vá konštrukciu, ktorej polohu nad strešnoukrytinou vymedzujá ocelové rozpěrky. Vtakto vytvořených vzduchových kanáloch nastreche sa pohybuje vzduch podtlakom ven-tilátorov, ktoré sá umiestnené v úrovni po-dlahy objektu, pričom prepojenie strešnéhoohrievača s ústím ventilátore je riešenévzduchotechnickým potrubím. Nevýhodou u-vedeného typu ocelověj konštrukcie je vy-soká pracnosť pri montáži ocelověj kon-štrukcie podhladu, vysoká pracnosť montá-že drevenej latkovej konštrukie, pripevne-nej na ocelové rozpěrky z hornej strany p8-vodnej strešnej krytiny. Ďalšou nevýhodouje obmedzenie umiestnenia ohrievača nastreche a straty sposobené dopravou ohria-teho vzduchu vo zvislých vzduchotechnic-kých potrubiach medzi strešným ohriava-čom a ústím ventilátorov. Ďalej sú známeocelové konštrukcie objektov, ktoré aktiv-ně využívajú slnečná energiu pre ohřevvzduchu pomocou solárneho vzduchovéhokolektore integrovaného' do časti střechy ačasti zvislej steny medzi dvoma susediacimivázníkami, připadne paždíkami, a prúdenímvzduchu v smere pozdlžnej osi objektu. Ko-lektor má konštrukčú výšku rovná výške vázníka, připadne paždíka, pričom svetlo-priepustný kryt sa montuje na vonkajšiustranu dvoch susediacich vázníkov, připad-ne paždíkov a dno kanála je připevněné navnútornú stranu uvedených dvoch susedia-cich vázníkov, připadne paždíkov. Absorbérz plochého ocelového plechu s výstupkamije s odsadením připevněný medzi svetloprie-pustný kryt a dno kanála. Vzduch sa pohy-buje medzi absorbérom a dnom kolektorové-ho kanála pomocou ventilátora. Nevýhodouuvedenej konštrukcie je, že vzduch je núte-ne usměrňovaný v kolektorovom kanály me-dzi dvomi susediacimi vázníkami, připadnepaždíkami, v pozdížnom smere objektu, čopre dosiahnutie ohřevu váčšine množstvavzduchu pre potřeby sušiarenstva vyžadujezvýšit kolektorová plochu na dva alebo viacsúbežných kolektorových kanálov, čo zvy-šuje hydraulický odpor prúdiaceho vzduchu,a tým spĎsobuje aj váčšiu spotřebu energiena jeho dopravu. Ďalej sú známe ocelovékonštrukcie, ktoré majú solárny vzduchovýkolektor na streche. Vzduch vstupuje do ko-lektora v úrovni oboch okapov střechy, po-hybuje sa v kolektorovom kanály kolmo napozdížnu os objektu ,ohrieva sa a sústreďu-je sa v zbernom podtlakovom kanály v hře-beni střechy. Vzduch v kolektore sa pohy-buje pomocou ventilátora, pričom do prí-slušnej časti objetku je vzduch usměrněnývzduchotechnickými rozvodmi. Hlavnou čas-tou kolektora je sústava rebrovaných streš-ných panelov z ocelového plechu, ktoré na-vzájom do seba zapadajú okrajovými profi-lovými rebrami panela, ktoré sú montovanév smere kolmom na sústavu strešných váž-níc. Okrajové profilové rebrá tvoria zároveňnosný prvok pre montáž svetlopriepustnéhokrytu. Nevýhodou ocelověj konštrukcie ko-lektorov tohoto typu je, že kolektory sú u-miestnené len na streche, sú vytvořené znetypizovaných nosných prvkov a prvkov o-pláštenia, ktoré sú náročnejšie na výrobu,svetlopriepustný kryt, montovaný na okra-jové profilové rebrá panela, nedosiahne po-žadovaná pevnost pre naše normované za-ťažovacie podmienky pri optimálnej šírkerebrovaných panelov, vzduch je nútene u-smerňovaný v príslušnom kanály s prúde-ním v jednom smere, systém s hrebeňovýmzberným kanálom konštantného prierezu ne-zabezpečuje rovnoměrné odsávanie ohriate-ho vzduchu z kolektorových sekcií. Riešenieje náročné na údržbu.The hitherto known steel supporting structures of single-storey and multi-storey buildings consist of beams and trusses, in which weighers and rails are attached. Easily or double casing is mounted on the supporting structure, while the design does not allow air to flow between the casings. The disadvantage of such steel structures is that solar energy in such objects is utilized ibapasively. Other known steel structures that allow the active utilization of the power to heat the air have a large area heater formed from the roof covering of the roof with black finish, from the bottom of the air duct bottom and from the world-spill cover. above the original roofing. The undercoat is attached to an additional steel support structure under the p8-water roofing. The light-permeable cover is fixed to the load-bearing timber fabric, whose position above the roof covering is defined by steel spacers. In the air channels formed in this way, the air is moved by the vacuum of the fans, which is located at the level of the object's surface, and the connection of the roof heater to the mouth of the fan is solved by air ducting. A disadvantage of the above-mentioned type of steel construction is the high workload in assembling a steel substructure, high laboriousness of mounting a wooden batten construction, attached to steel spacers from the top of the p8-water roofing. A further disadvantage is the limitation of the location of the heater heater and the loss caused by the transport of heated air in the vertical ducts between the roof heater and the fan mouth. Further, there are known steel structures of objects which actively use solar energy for heating the air by means of a solar air collector integrated into a part of the roof and partly a vertical wall between two adjacent bays, eventually with rails, and the air flow in the longitudinal axis of the object. The collector has a structural height equal to the height of the beam, eventually the rail, wherein the light-permeable casing is mounted on the exterior of two adjacent beams, or rails, and the bottom of the channel is attached to the inner side of the two adjacent beams, eventually the rails. The flat sheet steel protrusion absorber is offset between the light permeable cover and the bottom of the channel. The air moves between the absorber and the bottom of the collector channel by means of a fan. The disadvantage of the above-mentioned construction is that the air is urged in the collector channel between two adjacent beams or trays, in the longitudinal direction of the object, in order to achieve heating in most of the air for drying purposes, requiring an increase in the collector area to two or more parallel collector channels, which increases the hydraulic resistance of the flowing air, and thus also causes greater energy consumption for its transport. Furthermore, steel structures are known which have a solar air collector on the roof. Air enters the collector at the level of both roof gutters, moves in the collector ducts perpendicular to the object axis, heats and concentrates in the collecting vacuum ducts in the roof of the roof. The air in the collector is moved by means of a fan, whereby air is directed into the respective part of the object by air distribution. The main part of the collector is a set of ribbed steel sheet roof panels that interlock with one another by the edge profile ribs of the panel, which are mounted in a direction perpendicular to the roof weighing system. The edge profile ribs form a simultaneous bearing element for mounting the light-permeable cover. A disadvantage of the steel construction of this type of collectors is that the collectors are located only on the roof, there are over-molded support elements and o-sheath elements that are more demanding in production, the light-transmitting cover, mounted on the panel profile ribs of the panel, does not reach the required strength for our standardized loading conditions for optimum width-ribbed panels, the air is forced in the respective one-way flow channel, the ridge-collecting channel system of the constant cross-section does not ensure uniform extraction of the heated air from the collector sections. Maintenance-intensive solutions.

Nevýhody doteraz známých ocelovýchkonštrukcí objektov s pasivným a aktívnymvyužitím slnečnej energie odstraňuje zaria-denie pre ohřev vzduchu podlá vynálezu,jehož podstatou je, že jeho dištančné prvkysú pre strešnú kolektorová plochu zostave-né zo svislých nosníkov s kolmými operka-mi, na ktoré sú upevněné přídavné paždí-ky, pričom vonkajší kryt vzduchového ka-nála je připevněný na přídavné vážnice apřídavné paždíky a na spodnej časti steny 254020 8 sú oba kryty zaústěné do podtlakového ka~kanála, usporiadeného pozdíž celého objek-tu a majúceho po celej stene susediacej svnútorným prostředím objektu otvory s ven-tilátormi. Výhodou navrhovaného riešenia je malémnožstvo konstrukčných prvkov, ich jed-noduchost a 1’ahká montáž, Prietok vzduchuv kolektorovom kanále nie je nútene usměr-ňovaný, prúdí 1'ubovotným smerom a naj-kratšou cestou k 1’ubovol'nému ventilátoru,dopravujúcemu vzduch s malým hydraulic-kým odporom do jedného určitého miestavnútorného priestoru, alebo súčasne do ce-lého objektu. Malý hydraulický odpor spo-sobuje nízký potřebný výkon a nízku potře-bu energie pre činnost ventilátorov. Ďalšouvýhodou oproti známým konštrukciám je to,že zariadenie je možné upravit tak, abyspodný kryt zvislej kolektorovej plochy bolvytvořený absorpčnou stěnou s absorpčnýmpovrchem. Tým je možné část získanej sl-nečnej energie uchovat a využit ju až pozápade slnka. To je výhodné zvlášť pri do-sušovaní polnohospodársky plodin, kedy nieje žiadúci příliš intenzívny ohřev vzduchuv dennom období a naopak je výhodné pre-dížiť dobu sušenia až do neskorých večer-ných hodin, čo zvyšuje kvalitu sušeného ma-teriálu. Ďalej je možné usporiadať zariade-nie tak, že spodný kryt strešnej kolektoro-vej plochy v mieste vstupu vzduchu podokapom střechy přesahuje vrchný kryt, tak-že vzduch je nasávaný do kolektorového ka-nála z nadstrešného priestoru, kde je obvyk-le teplejší a zároveň tým zamedzí nepriaz-nivému nasávaniu vzduchu, ktorý vystupu-je z objektu a má pri sušení plodin vyššiurelatívnu vlhkost. Zariadenie može byť u-pravené tiež tak, že vonkajší kryt vzducho-vého kanála je zo svetlopriepustného ma-teriálu, čím sa zvýši energetická účinnostkolektorových ploch a teplota ohrievanéhovzduchu. Příklad ocetovej konštrukcie podl'a vy-nálezu je zobrazený na připojených výkre-soch. Na obrázku 1 je priečny rez objektus vonkajším krytom kolektorového kanála znepriehtadného alebo svetlopriepustnéhoprvku opláštenia, na obrázku 2 je pozdížnyrez konštrukcie objektu v strešnej časti, na obrázku 3 je pozdížny rez zvislej konštruk-cie objektu, na obrázku 4 je pohlad a čias-točný rez objektu s vyznačením otvorompre ventilátory, na obrázku 5 je detail vstu-pu kolektorového kanála s odseděným kry-tom.The disadvantages of the hitherto known steel structures of objects with passive and active utilization of solar energy are eliminated by the air heating device according to the invention, the essence of which is that its spacing elements for the roof collector surface are composed of vertical beams with perpendicular operations to which additional the outer casing of the air channel being attached to the auxiliary weighers and the auxiliary side rails, and at the bottom of the wall 254020 8, the two casings opening into the vacuum channel are arranged along the entire object and having a wall adjacent to the interior of the object openings with fans. The advantage of the proposed solution is a small number of components, their simplicity and ease of assembly. The flow of air through the collector channel is not forced, flows in one direction and the shortest way to any fan conveying air with with a small hydraulic resistance to one particular space, or simultaneously to the entire object. Low hydraulic resistance results in a low power requirement and low energy demand for fan operation. A further advantage over the known designs is that the device can be adapted such that the bottom cover of the vertical collector surface is formed by an absorption wall with an absorbent surface. In this way, it is possible to preserve some of the recovered solar energy and use it up to sunset. This is particularly advantageous in the drying of agricultural crops, where too intense heating of the air in the daytime is not desirable and conversely it is advantageous to increase the drying time until late in the evening, which increases the quality of the dried material. Furthermore, it is possible to arrange the device in such a way that the lower roof of the collector surface at the air inlet of the roof under the roof overlaps the top cover so that the air is sucked into the collector channel from the roof space where it is usually warmer and at the same time this avoids the inadvertent intake of air that exits the building and has a higher moisture in the drying of the crop. The device can also be configured in such a way that the outer cover of the air channel is of a light transmissive material, thereby increasing the energy efficiency of the collector surfaces and the temperature of the heated air. An example of a vinegar construction according to the invention is shown in the attached drawings. Figure 1 is a cross-sectional view of the exterior housing of the collector channel of an opaque or light transmissive sheathing element; in Figure 2, there is a cross-section of the structure of the building in the roof; in Figure 3 there is a cross section of the vertical structure of the object; Figure 5 shows a detail of the inlet of the collector channel with the shelled cover.

Na povodnú nosnú ocelOvú konštrukciu,vytvorenú zo stípov 1, vázníkov 2, vážníc 3a paždíkov 4 je na strešnej časti ocelovějkonštrukcie připevněný nosník 5 s kolmýmioperkami 6. Nosník 5 a kolmě operky 6 ne-sú najmenej jednu prídavnú váznicu 7. Napovodně vážnice 3 je připevněný kryt 8 dnavzduchového kanála 10, ktorý je tvořenýplošnými panelmi. Na přídavné vážnice 7je připojený vonkajší kryt 9 vzduchovéhokanála 10, ktorý je z nepriehladného alebosvetlopriepustného prvku opláštenia. Napaždíkoch 4 je připevněný zvislý nosník 11s kolmými operkami 12, na ktoré sú při-pevněné přídavné paždíky 13. Na přídavnépaždíky 13 je připevněný vonkajší kryt 9vzduchového kanála 10, ktorý je z neprie-htadného alebo svetlopriepustného prvkuopláštenia. Vzduchový kanál 10 je vo zvislejčasti medzi paždíkami 4 uzavretý krytom 8dna vzduchového kanála 10. Nepriehtadnývonkajší kryt 9 má povrchovú úpravu premaximálnu absorbciu slnečného žiarenia. Vpřípade použitia svetlopriepustného vonkaj-šieho krytu 9 majú povrchovú úpravu premaximálnu absorbciu slnečného žiareniaplošné panely krytu 8 dna vzduchového ka-nála 10.A beam 5 with perpendiculars 6 is mounted on the roof structure of the steel structure on the roof supporting steel structure formed from the beams 1, the beams 2, the weighing devices 3a of the rails 4, not at least one additional trunk 7. a cover 8 of the air channel 10 which is formed by flat panels. An outer cover 9 of the air duct 10 is attached to the additional weighing device 7, which is an opaque or light-transmissive sheathing element. A vertical girder 11 is attached to the trays 4 with the perpendicular abutments 12 on which the additional trays 13 are fixed. An outer cover 9 of the air channel 10 is attached to the additional trays 13, which is an impermeable or light transmissive element of the covering. The air passage 10 is closed in the vertical portion between the rails 4 by an air duct cover 8d. In the case of the use of a light-transmitting outer cover 9, the surface treatment has a pre-maximum absorption of the solar radiation panel panels of the bottom cover 8.

Medzi vonkajším krytom 9 a krytom 8je vytvořený v časti, alebo po celej strechea po jednej zvislej stene spojený vzducho-vý kanál 10, vedúci od vstupu kolektorové-ho kanála 17 v priestore okapu střechy cezcelú plochu střechy a pozdíž zvislej stenyk podtlakovému kanálu 14 vytvořenému po-zdíž celej spodnej časti steny, ktorý nava-zuje na otvory 15 s ventilátormi po celejstene susediacej s vnútorným prostředímobjektu. Vzduch sa pohybuje vo vzducho-vom kanále 10 pomocou ventilátorov 18,pričom sa ohrieva pomocou slnečnej ener-gie, absorbovanej do vonkajšieho krytu 9, vpřípade použitia svetlopriepustného vonkaj-šieho krytu 9 do krytu 8 dna vzduchovéhokanála 10.Between the outer casing 9 and the casing 8, an air channel 10 is connected in one or all of the roof along a vertical wall, leading from the inlet of the collector channel 17 in the roof gutter through the entire roof surface and to the vertical wall of the vacuum channel 14 formed after - the bottom of the entire bottom of the wall, which connects to the openings 15 with the ventilators on the whole adjacent to the interior of the object. The air is moved in the air channel 10 by means of fans 18, while being heated by the solar energy absorbed into the outer cover 9, in the case of using a light-transmitting outer cover 9 in the cover 8 of the air channel 10.

Claims

254020 7 8 P R E D Μ E T

1. Solar air heating apparatus for sun-drying objects of crops or other products consisting of a steel structure with blades and trusses with bands and rails and two casing covers arranged so as to form a roof or a single roof; a wall-connected air duct extending from one edge of the roof across the surface of the surface and facing a vertical wall to the vacuum channel formed by the entire bottom of the wall, the bottom cover forming the bottom of the channel being fixed to the weighing rails and the outer walls the parallel cover of the channel is attached to the spacers located perpendicular to the purlins, respectively, with at least one cover having a solar absorbing surface, characterized in that the spacing elements are a roof collector surface formed by additional purlins (7) mounted on perpendiculars (6) ), for vertical collector surfaces the upper beams (11) are mounted on top of the vertical beams (11), the additional rails (13) being attached thereto, the outer cover (9) of the air duct (10) being fixed to the additional weighing devices (7) and additional side rails (13) and, on the lower side of the wall, covers (8, 9) embedded in a vacuum channel (14) arranged along the entire object and the bosses (15) with the ventilators (18) along the entire wall adjacent to the interior of the object. ).

2. The solar heating device according to claim 1, characterized in that the lower cover (8) of the vertical collector surface is formed by an absorbent wall (16) having an absorbent surface.

3. The solar heating device of item 1, characterized in that the lower cover (8) of the roof collector surface extends over the top cover (9) in the air inlet location (17).

4. Apparatus for solar heating of the airway of claim 1, characterized in that the outer cover (9) of the air ducts (10) is of a light-transmissive material.

5 sheets of drawings