PL217768B1 - Sposób wytwarzania okien i okiennic solarnych oraz okno solarne i okiennica solarna - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania okien i okiennic solarnych oraz konstrukcja okna solarnego drewniano-aluminiowego i plastikowo-aluminiowego oraz okiennicy solarnej.

W każdym budynku okna zawsze stanowiły segmenty, przez które ciepło przenikało na zewnątrz lokalu nie tylko przez szyby, lecz również przez ramę okna, a także, jako skutek niedokładności wykonania oraz słabej szczelności pomiędzy skrzydłem okna, ramą i ościeżnicą, oraz jako skutek niedokładności wykonania uszczelnienia parapetu i spod niego jak również z nadproża i przez ścianki otworu okiennego. Dlatego straty ciepła stanowią połowę, a nawet 2/3 ciepła dostarczanego do ogrzewania mieszkania, stąd szereg prób i badań oraz poszukiwania rozwiązań konstrukcyjnych, które w znaczący sposób spowodowałyby wyraźne ograniczenie emisji ciepła na zewnątrz, a nawet wyeliminowały jego straty.

W stanie techniki znany jest wynalazek norweskiej firmy Norsk Hydro ASA, objęty patentem PL 184989 pt: Budynek z obszarami podokiennymi i ściennymi, wykorzystującymi energię słoneczną, w których pomiędzy wewnętrzną powłoką ścienną i przepuszczalną dla promieniowania słonecznego zewnętrzną powłokę ścienną, umieszczona jest warstwa absorpcyjna, pochłaniająca promieniowanie słoneczne, przy czym energia cieplna uzyskiwana z promieniowania słonecznego w warstwie absorpcyjnej ma postać strumienia ciepła, płynącego przez wewnętrzną powłokę ścienną oraz wewnętrzną powierzchnię ściany, do umieszczonego wewnątrz budynku grzejnika do ogrzewania pomieszczeń, zawierającego nośnik ciepła w postaci wody grzewczej i połączony z obiegiem wody - zawierającym pompę obiegową, grzejnik promiennikowy lub konwekcyjny, połączony cieplnie z wewnętrzną powierzchnią ściany. Przy czym obieg wody grzewczej zawiera również wymiennik ciepła, zbiornik wody użytkowej i elementy nastawcze.

Rozwiązania wg tego wynalazku mają na celu poprawienie bilansu ciepła i spowodowanie doprowadzenia ciepła do grzejnika, poprzez wbudowanie w murze, w otoczeniu okna warstwy absorpcyjnej i specjalnej instalacji, przesyłającej ciepło w postaci strumienia do grzejnika, przez co następuje znaczne zmniejszenie wytrzymałości murów nie tylko w części podokiennej, ale również ścian budynku. Jednakże takie rozwiązanie nie ma żadnego wpływu na zmniejszanie strat ciepła przez szyby, ramy i ościeżnice, co stanowi jego poważną wadę.

Z opisu wynalazku amerykańskiej firmy Guardian Industries Corporation, objętego międzynarodowym opisem patentowym WO 03/68502, pt.: Sposób wytwarzania zespołu okiennego, według, którego podłoże jest powlekane dwoma warstwami stanowiącymi powłokę regulacyjno - kontrolującą przepuszczalność promieniowania słonecznego oraz warstwę ochronną wykonaną z węgla DLC podobnego do diamentu. W wyniku takiego pokrycia podłoża, nagrzewa się ono od promieni słonecznych, przez co wyraźnie ograniczone są straty ciepła.

Wśród rozwiązań zaprezentowanych przez firmę VELUX, na Międzynarodowych Targach Poznańskich BUDMA 2008, znane jest okno do poddaszy zasilane energią słoneczną, typu GGL/GGU Solar, wykorzystujące gromadzoną przez panel solarny energie słoneczną do zamykania i otwierania okna pilotem zdalnego sterowania z dowolnego miejsca domu. W pełni naładowana bateria wystarcza na 300 cykli zamykania i otwierania okna. Panel solarny gromadzący energię słoneczną znajduje się na zewnętrznej części aluminiowego oblachowania okna, którego konstrukcja, funkcje oraz parametry techniczne tego okna sprawiają, że jest ono w pełni kompatybilne z innymi produktami iohomecontrol, przez co z pozostałymi urządzeniami może tworzyć w pełni automatyczne indywidualne programy obsługi domu, w tym również sterowania rolet, całkowicie zaciemniających typu DSL, na prowadnicach bocznych (RSL), oraz rolet zewnętrznych (SSL).

Z opisu wynalazku włoskiej firmy HYDRO ALUMINIUM SYSTEMS Sp. A., objętego patentem PL 177712 pt.: Zespół złożonych profili metalowo-drewnianych do ram drzwi i okien, które posiadają wysoki stopień izolacji termicznej pomiędzy drewnianymi elementami płytowymi i elementami metalowymi, zwykle z aluminium, które w sposób ciągły są połączone ze złożonymi płytowymi elementami drewnianymi za pomocą: żywicy epoksydowej lub poliuretanowej, zacisków lub klinów złącznych, albo w sposób, w którym dwa elementy metalowe, ruchomy i nieruchomy, są całkowicie izolowane termicznie od elementu drewnianego i od elementów urządzenia do zamykania ram drzwi i okien, za pomocą taśmy uszczelniającej, klina z materiału plastycznego i profila z tworzywa sztucznego.

Rozwiązanie to mimo dużej złożoności nie zapewnia wystarczającej sztywności, ani ograniczenia emisji ciepła przez szyby i ramę okna, co stanowi poważną niedogodność.

PL 217 768 B1

Z opisu wynalazku amerykańskiej firmy Vertical Ventures V-5, objętego Międzynarodowym opisem Patentowym WO 00/68539 pt.: Zintegrowany wieloszybowy zespół okienny i zespół ramy okiennej oraz sposób i wytwarzania, który polega na formowaniu ramy okiennej z uprzednio uciętych pod kątem 45° elementów, mających wewnętrzną integralną strukturę dystansową z dwiema pionowymi wewnętrznymi powierzchniami oszklenia, do których bezpośrednio za pomocą kleju mocowane są szyby. Rama okna wytworzonego sposobem według tego wynalazku, z uwagi na łączenie jej z elementów uciętych pod kątem 45°, oraz z powodu mocowania szyb o strukturę dystansową i przy pomocy kleju , nie zapewnia należytej szczelności oraz sztywności okna, przez co wyprowadza znaczne ilości ciepła na zewnątrz, a to stanowi istotną wadę takiego okna.

Z przeprowadzonych badań termowizyjnych budynków, w celu dokładnego ustalenia miejsc strat oraz ilości traconego ciepła wynika, że największe straty ciepła występują w otworach okiennych i drzwiowych, a zwłaszcza na powierzchni parapetów okiennych i pod nimi, przez nadproża i na ściankach osadzenia okna, oraz przez same okno, przez które straty ciepła są znacznie niższe, lecz i tak są ₂ one znaczne, a największe przez ościeżnice, przez które ucieka od 1,1 - 1,3 W/(m².K), przez ramę ₂ okna następuje utrata ciepła od 0,8 do 1,1 W/(m².K), a najmniejsze chociaż i tak znaczące straty występują w wyniku przenikania przez szyby, dla których współczynnik Ug=0,5 W/(m2.K) - dla szyb zespolonych dwukomorowych pakietów. Jak wielkie są straty ciepła, przedstawiają je wyniki pomiarów ₂ i obliczeń, a jednocześnie określa je sam wskaźnik, Np. dla szyb zespolonych Ug=0,5 W/(m².K), oznacza ilość ciepła przenikającą w ciągu 1 godziny przez metr kwadratowy płaskiej przegrody w tym przypadku szyby, co przy temperaturze zewnętrznej wynoszącej -25°C, utrzymującej się przez 24h, ₂ oraz przy temperaturze w mieszkaniu + 20°C powoduje utratę ciepła w ciągu godziny 22,5 W/(m².K), 22 co w ciągu doby powoduje utratę ciepła przez 1 m² szyby wynoszącą 540 W/m²/24 h. Czyli im niższy współczynnik przenikania ciepła tym lepiej, bo oznacza większą izolacyjność i mniejszą utratę ciepła.

W odniesieniu do domów energooszczędnych wymagania w zakresie współczynnika przenikania ciepła przez 1 m² okna Uw=0,8 W/(m².K), co przy wyżej podanej temperaturze zewnętrznej tz=-25°C 22 i wewnętrznej tw=+20°C, prowadzi już do straty Uw=2520 W/(m²/24h), przez 1 m² powierzchni okna.

₂

Z przeprowadzonych obliczeń i analiz wynika, że energia potrzebna na ogrzewanie 1 m² powierzchni ₂ w energooszczędnych domach pasywnych Eo=60 kWh/m²/rok, a w domach źle ocieplonych ₂

Eo=150-180 kWh/m²/rok, czyli złe osadzenie nawet dobrego okna oraz niewłaściwy dobór materiałów konstrukcyjnych, tworzących tzw., mostki termiczne, prowadzi do strat ciepła dostarczonego do mieszkania wynoszących nawet dwie trzecie ilości tego ciepła.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania okien solarnych, zwłaszcza kompozytowych okien drewniano-aluminiowych, kompozytowych okiem plastikowo-aluminiowych, oraz okiennic solarnych, jak również zaprojektowanie ich i skonstruowanie, a zarazem zminimalizowanie strat ciepła i/lub ich ograniczenie, przy równoczesnym zapewnieniu uzyskiwania ciepła użytkowego do ogrzewania pomieszczeń i/lub wody użytkowej.

Istota sposobu wytwarzania okien solarnych zwłaszcza drewniano-aluminiowych według wynalazku, polega na prowadzeniu obróbki ubytkowej materiałów konstrukcyjnych, realizowanej maszynowo i/lub automatycznie na środkach tnących, frezarskich i wiertarskich, wykonujących cięcie materiałów na odcinki o żądanej długości pod kątem prostym i pod kątem 45°, charakteryzuje się tym, że odcinki jedno lub wielowarstwowe drewnianej kantówki oraz warstwy izolacyjnej, wytworzonej ze środków poliuretanowych łączy się środkami klejowymi za pomocą środków dociskowych, korzystnie pneumatycznych, po czym sklejone odcinki ramy, skrzydła i/lub ościeżnicy poddaje się struganiu na wymagany wymiar zgrabny, a następnie prowadzi się ich szlifowanie wzdłużne wykańczające, korzystnie wykonywane na taśmowych środkach przelotowych, po którym wykonuje się wiercenie i/lub frezowanie otworów oraz czopów i widlic, na środkach kątowego centrum obróbczego, a następnie tak przygotowane elementy przesuwa się do środków automatycznej prasy, korzystnie hydraulicznej, gdzie nanosi się środki spajające i prowadzi się sklejanie elementów skrzydła, którego poliuretanową warstwę izolacyjną umieszcza się między warstwami kantówki, oraz skleja się elementy ramy i/lub ościeżnicy, a po tym przesuwane są do poziomych środków wiertarskich, na których wykonuje się wiercenie otworów technologicznych, po czym kierowane są do środków wielowrzecionowej profilarki, na której wykonuje się profilowanie zewnętrzne skrzydła, a po tym przesuwa się je do środków szlifierskich, korzystnie oscylacyjnych, na których prowadzi się szlifowanie powierzchni zewnętrznych, zaś po zakończeniu obróbki przesuwane są do środków nanoszących powłoki malarskie, korzystnie stanowiących polewarkę wielostrumieniową i/lub wysokociśnieniowy agregat malarski, a po naniesieniu powłok ochronnych prowadzi się ich suszenie, po czym osadza się uszczelki i wykonuje się montaż

PL 217 768 B1 okuć a następnie prowadzi się osadzenie wewnątrz ramy skrzydła, korzystnie wielowarstwowego pa₂ kietu szyb zespolonych o współczynniku przenikania ciepła Ug=0,5 W/(m².K), wykonanych ze szkła niskoemisyjnego i o niskiej zawartości żelaza, korzystnie trójszybowy w układzie szyb 4-18-4-18-4, oraz rozdzielonych ciepłymi ramkami dystansowymi, przy czym pakiet ustala się na umieszczonych wewnątrz ramy i przy zewnętrznych szybach pakietu środkach uszczelniających, a następnie na warstwie izolacyjnej ościeżnicy oraz na skrzydle prowadzi się montaż profilowych okładzin aluminiowych, ustalanych na warstwie izolacyjnej ościeżnicy i bezpośrednio na skrzydle za pomocą systemu klipsów kołpakowych łączących aluminiową okładzinę swoimi kołnierzami, wciskanymi pomiędzy listwowe wypusty dystansowe o profilu teowym, po czym otwory technologiczne elementów drewnianych i warstwy izolacyjnej wkłada się przewody, które łączy się z ustalonymi w części licowej okładziny aluminiowej ramy i skrzydła ogniwami fotowoltaicznymi, tworzącymi baterie solarną, natomiast drugi koniec przewodu łączy się z wyjściowym gniazdem prądowym, po czym nakłada się warstwę izolacyjno ochronną na ogniwa fotowoltaiczne, które od wyjściowego gniazda prądowego połączone są z przetwornikiem sinusoidalnym, korzystnie z falownikiem, który wyposażony jest w środki wyświetlaczowe, pokazujące, jaki prąd jest pozyskiwany z ogniw, jak również w specjalny terminal umożliwiający bieżące monitorowanie pracy ogniw fotowoltaicznych, a zarazem połączony jest z akumulatorem, korzystnie żelowym, poprzez regulator jego ładowania, który zabezpiecza przez przepływem prądu w odwrotnym kierunku, lub z automatycznym przełącznikiem zapewniającym połączenie zasilania solarnego z siecią elektryczną.

Istota sposobu wytwarzania okien solarnych, zwłaszcza plastikowo - aluminiowych, których materiałem bazowym jest tworzywo sztuczne o postaci kształtowego profila komorowego wykonanego z PCV, poddawanego obróbce ubytkowej, realizowanej maszynowo i/lub automatycznie na środkach tnących, frezarskich i wiertarskich, wykonujących obróbkę i cięcie materiałów konstrukcyjnych na odcinki o żądanej długości, przeznaczone na elementy ramy, skrzydła i/lub ościeżnicy, których końce ucina się pod kątem 45°, by ich czołowy widok wzdłużny miał zarys trapezowy symetryczny, po czym ucięte krawędzie spaja się poprzez ich zgrzewanie, charakteryzuje się tym, że na wytworzonej ramie wykonuje się otwory technologiczne, a na jej zewnętrznej licowej ściance osadza się okładzinę aluminiową, po ustaleniu w niej od wewnątrz uszczelki, po czym na zewnątrz tej wykładziny w jej licowym wgłębieniu umieszcza się ogniwa fotowoltaiczne tworzące baterię solarną, ustaloną w aluminiowej okładzinie poprzez przeźroczyste pasy z tworzywa sztucznego, przy tym aluminiową okładzinę z plastikową konstrukcją ramy łączy system elastycznych klipsów kołpakowych, wykonanych z wysoko udarowego PCV, których kołnierze wciska się pomiędzy listwowe wypusty dystansowe o profilu teowym, po czym wewnątrz ramy ustala się uszczelnienie, na którym osadza się korzystnie wielowarstwowy pakiet szyb zespolonych wykonanych ze szła niskoemisyjnego i o niskiej zawartości żelaza, ₂ oraz o współczynniku przenikania ciepła wynoszącym Ug=0,5 W/(m².K), korzystnie jako pakiet trójszybowy o układzie szyb 4-16-4-16-4, rozdzielonych ciepłymi ramkami dystansowymi, po czym pakiet w ramie ustala się za pomocą trapezowej listwy komorowej wyposażonej w uszczelkę od strony szyby i dodatkowo uszczelnia się silikonem, a następnie w otwory technologiczne wkłada się przewody, które łączy się z baterią solarną i z wyjściowym gniazdem prądowym i dalej z przetwornikiem sinusoidalnym, korzystnie z falownikiem, który wyposażony jest w środki wyświetlaczowe pokazujące, jaki prąd jest pozyskiwany z ogniw, jak również w specjalny terminal umożliwiający bieżące monitorowanie pracy ogniw fotowoltaicznych, a zarazem połączony jest z akumulatorem, korzystnie żelowym, poprzez regulator jego ładowania, który zabezpiecza również przed przepływem prądu w odwrotnym kierunku, lub z automatycznym przełącznikiem zapewniającym połączenie zasilania solarnego z siecią elektryczną.

Istota sposobu wytwarzania okiennic solarnych według wynalazku, polega na prowadzeniu obróbki ubytkowej dobranych materiałów konstrukcyjnych i charakteryzuje się tym, że wielokomorowy profil o przekroju ceownika, korzystnie sześciokomorowego wykonanego z aluminium, tnie się pod kątem prostym na odcinki o długości odpowiadającej wysokości i szerokości okiennicy, po czym symetrycznie obcina się ich końce pod kątem 45°, a następnie szlifuje się ucięte powierzchnie, natomiast po tym prowadzi się frezowanie i/lub wiercenie otworów technologicznych, pod zawiasy i na okucia, oraz wykonuje się ich montaż, a następnie ucina się żądaną liczbę równych odcinków z modułowego rdzenia aluminiowego o podwyższonej termoizolacyjności i mającego przekrój analogiczny jak fugowane deski boazeryjne, z których tworzy się zestaw płytowy a na niego korzystnie z obu stron nakłada się matę, stanowiącą zestaw ogniw fotowoltaicznych, łączy się go z przewodami, po czym również

PL 217 768 B1 z obu stron nakłada się na niego warstwę izolacyjno-ochronną, korzystnie przezroczystą, po czym całość umieszcza się w ramie okiennej, zamyka się ją i łączy całość.

Istotę wynalazku dotyczącego kompozytowego okna solarnego drewniano-aluminiowego stanowi konstrukcja wykonana z wybranych materiałów, której parametry oparto na obliczeniach optymalizujących jego wymiary z uwzględnieniem warunków zapewniających przenoszenie obciążeń statycznych i mechanicznych, jak również gwarantujących uzyskanie podwyższonej termoizolacyjności okna, którego bazowym materiałem konstrukcyjnym ramy, skrzydła i ościeżnicy jest drewno stanowiące ich rdzeń i charakteryzuje się tym, że jego rama i skrzydło mają rdzeń wykonany z drewna warstwowego, na którego zewnętrznej stronie ramy została ustalona warstwa izolacyjna o podwyższonej termoizolacyjności, mająca współczynnik lambda znacznie niższy od lambda drewna, przy tym skrzydło warstwę izolacyjną, korzystnie jeśli zawiera między warstwami kantówki i zawiera szyby połączone w pakiet wykonany ze szkła niskoemisyjnego o minimalnej zawartości żelaza i połączony w pakiet, korzystnie o układzie 4-18-4-18-4, rozdzielone ramkami dystansowymi o niskiej przewodności cieplnej wynoszą₂ cej 0,5 W/(m².K) i od wewnętrznej strony ustalony w ramie skrzydła na obwodowej uszczelce i na uszczelce przyszybowej, natomiast od strony zewnętrznej poprzez uszczelkę przylgową, przy czym na warstwie izolacyjnej ramy i skrzydła ustalone są klipsy montażowe, korzystnie wykonane z wysokoudarowego PCV, których kołpaki mocują profilową okładzinę aluminiową, po ich wciśnięciu pomiędzy jej listwo we wypusty dystansowe o profilu teowym, natomiast w licowej wnęce profilowej okładziny aluminiowej, umieszczony jest zestaw ogniw fotowoltaicznych tworzących baterie solarną, ustalony przez warstwę izolacyjno-ochronną ogniw fotowoltaicznych, które przewodami elektrycznymi ramy i skrzydła połączone są z wyjściowym gniazdem prądowym baterii słonecznej, połączonym również z przetwornikiem sinusoidalnym, korzystnie z falownikiem wyposażonym w środki wyświetlaczowe, korzystnie LCD, pokazujące, jaki prąd pozyskiwany jest z ogniw, oraz w terminal monitorujący pracę ogniw i połączony również z akumulatorem, korzystnie żelowym, poprzez regulator jego ładowania, lub z automatycznym przełącznikiem włączonym do sieci elektrycznej.

Istotę wynalazku dotyczącego kompozytowego okna solarnego plastikowo - aluminiowego stanowi konstrukcja, której bazowym materiałem jest tworzywo sztuczne, o postaci kształtowych profili wykonanych z PCV, zawierająca przycięte z nich odcinki odpowiadające długościom zewnętrznych wymiarów pionowych i poziomych elementów ramy, skrzydła i/lub ościeżnicy, które mają końce symetrycznie ucięte pod kątem 45°, tak, że ich widok wzdłużny ma zarys trapezowy symetryczny, zaś od wewnątrz komory zawierają metalowe wzmocnienia, a ich skośne krawędzie są spojone przez ich zgrzanie, charakteryzuje się tym, że zawiera otwory technologiczne, otwory na łączniki oraz na zawiasy, okucia i klamkę, a jego rama i skrzydło mają termoizolacyjne wypełnienie oraz kompozytowe wewnętrzne wzmocnienia, natomiast skrzydło zawiera wewnątrz uszczelkę obwodową, uszczelkę przyszybową oraz uszczelkę przylgową, o które oparty jest korzystnie wielowarstwowy pakiet szyb zespo₂ lonych o współczynniku przenikania ciepła Ug=0,5 W/(m².K) wykonanych ze szkła niskoemisyjnego i o niskiej zawartości żelaza, korzystnie, jako trójszybowy o układzie szyb 4-16-4-16-4, oraz rozdzielonych ciepłymi ramkami dystansowymi, przy czym pakiet w skrzydle ustala trapezowa listwa komorowa swoim obwodowym wypustem zaczepowym, natomiast zestaw klipsów montażowych ustala profilową okładzinę aluminiową ramy, zaś na skrzydle profilową okładzinę ustalają jej ceowe boki, przy tym licowe wgłębienia profilowych okładzin aluminiowych zawierają zestawy ogniw fotowoltaicznych ramy i skrzydła, które przewodem połączone są z wyjściowym gniazdem prądowym baterii słonecznej, połączonym również z przetwornikiem sinusoidalnym, korzystnie w postaci falownika, wyposażonego w środki wyświetlaczowe oraz w terminal monitorujący pracę ogniw i połączony również z akumulatorem korzystnie żelowym, przez regulator jego ładowania, lub z automatycznym przełącznikiem włączonym do sieci elektrycznej.

Istotę wynalazku dotyczącego okiennicy solarnej zawierającej ramę, w której jest płyta stanowi konstrukcja charakteryzująca się tym, że ma wielokomorowy profil, korzystnie sześciokomorowy profil o przekroju ceownika wykonanego z aluminium, pociętego na odcinki, o długościach odpowiadających wysokości i szerokości okiennicy, mających ścięte końce symetrycznie pod kątem 45°, oraz zawierające otwory technologiczne, otwory pod okucia i pod zawias, a zarazem stanowiących elementy okiennicy w postaci ramiaków pionowych i ramiaków poziomych połączonych w ramę okiennicy, w której ustalone są odcinki modułowego rdzenia, korzystnie wykonanego z aluminium o podwyższonej termoizolacyjności i mającego przekrój fugowanych desek boazeryjnych, tworzących płytę, odpowiadającą wysokości i szerokości wewnętrznej ramy okiennicy, na której obu stronach ustalony jest solarny panel zawierający zestaw ogniw fotowoltaicznych, korzystnie o grubości 3-4 mm, okrytych

PL 217 768 B1 warstwą izolacyjno-ochronną, wykonaną z przezroczystego tworzywa i połączonych przewodem z wyjściowym gniazdem prądowym okna i jako całość połączonych z ramą okiennicy, która może być ustawiona równolegle względem ściany budynku, skrzydła i ramy okna lub otwarta w zakresie od 0-180°, natomiast pojedynczy zawias zapewnia możliwość optymalnego ustawienia okiennicy względem słońca i to w zakresie do kąta 45°, dobieranego zależnie od położenia geograficznego domu, pory roku i pory dnia, przez co taka konstrukcja okiennicy posiadającej ogniwa fotowoltaiczne z obu stron umożliwia produkcję energii elektrycznej zarówno, gdy okiennica jest otwarta i wówczas, kiedy jest zamknięta.

Wśród zalet wynikających z zastosowania rozwiązań według wynalazków, na wyróżnienie zasługują zalety wynalazku dotyczącego konstrukcji kompozytowego okna solarnego drewniano-aluminiowego, którą opracowano w wyniku szeregu prób, badań i obliczeń, jako konstrukcję wykonaną z drewnianego rdzenia warstwowego połączonego z dobraną warstwą tworzywa izolacyjnego o współczynniku lambda, mającego wartość znacząco niższą od lambda drewna, a to wraz z zastosowaniem ciepłych ramek dystansowych między dwukomorowymi pakietami szybowymi oraz przy zastosowaniu skonstruowanych dla nich oraz dla skrzydła, ramy i ościeżnicy uszczelek i przy wyeliminowaniu zimnych ₂ mostków termicznych okna, pozwoliło na uzyskanie współczynnika ciepła dla okna Uw=-0,8 W/(m².K), a taki współczynnik uzyskuje się przy oknach domów pasywnych. Ponadto okładziny aluminiowe ram i skrzydeł okien zapobiegają pękaniu powłoki malarskiej oraz chronią okno przed negatywnym oddziaływaniem deszczu, śniegu, gradu, a zarazem umożliwiają wytwarzanie energii elektrycznej przez baterie solarne oparte na ogniwach fotowoltaicznych ustalonych w aluminiowych okładzinach przez przezroczystą warstwę izolacyjno-ochronną.

Ponieważ panele fotowoltaiczne przechwytują energię światła słonecznego i przekształcają w energię elektryczną o niskim napięciu, około 1 wolta, co umożliwia wykonanie ich z niezwykle czystego silikonu i połączenie ich w zestawy tak, by między przednimi a tylnymi ich częściami, łączonymi w moduły powstawał słaby prąd elektryczny, co przypomina łączenie wielu baterii, przy czym warstwy silikonu oddzielone są materiałem rozdzielającym, wysyłającym ładunki w różnym kierunku, oraz pokryte są powłoką antyrefleksyjną, pochłaniającą odblaski promieni słonecznych. Dlatego zaletą wynikającą z zastosowania baterii solarnych jest uzyskiwanie energii elektrycznej zamienianej na ciepło użytkowe, które nie tylko może pokrywać jego straty, lecz nawet eliminować je, a przy zastosowaniu okien z okiennicami solarnymi, można mieć bilans dodatni zamiast strat ciepła.

Główne zalety wynikające z zastosowania okien plastikowo-aluminiowych to zastosowanie w dwukomorowych pakietach szklanych ciepłych ramek dystansowych oraz skonstruowanie termoizolacyjnych profili komorowych, wraz z wprowadzeniem do komór ramy i skrzydła termoizolacyjnych wypełnień oraz kompozytowych wzmocnień, co spowodowało zwiększenie liczby komór w profilu do siedem i więcej, a to doprowadziło do usunięcia zimnych mostków termicznych i zapewniło uzyskanie 22 dobrego współczynnika przenikania ciepła dla okna Uw = ~0,9 W/(m².K), a dla szyb Ug=0,5 W/(m².K). Konkretną zaletą jest również uzyskanie właściwego połączenia i uszczelnienia styku pomiędzy ościeżnicą okna z murem co doprowadziło do ograniczenia strat ciepła i dało odpowiednią szczelność. Niewątpliwą zaletą wynikającą z zastosowania okiennic solarnych według wynalazku jest to, że mają one panele fotowoltaiczne z obu jej stron oraz pojedynczy zawias, co zapewnia optymalne ustawienie okiennicy względem słońca i uzyskanie maksymalnej mocy w danych warunkach. Ogromną zaletą z zastosowania rozwiązań wg wynalazków jest możliwość gromadzenia prądu przez połączone z bateriami akumulatory w przypadku domów wolnostojących i odległych od sieci elektrycznej, jak również możliwość wykorzystywania falowników zamieniających prąd stały na prąd zmienny, a zarazem łączenia ich poprzez regulatory z siecią elektryczną.

Sposoby wytwarzania okien solarnych, zwłaszcza drewniano-aluminiowych, okien solarnych plastikowo-aluminiowych oraz okiennic solarnych opisano w przykładach technologii ich wykonania wg wynalazku, natomiast konstrukcję okna solarnego drewniano-aluminiowego pokazano na rysunku, który na fig. 1 przedstawia jego przekrój pionowy, a na fig. 2 - przekrój poziomy oraz schemat instalacji elektrycznej solarnej baterii ze źródłami odbioru i ich wyposażeniem, natomiast na fig. 3 pokazano przekrój pionowy okna plastikowo-aluminiowego wraz ze schematem instalacji elektrycznej solarnej baterii i źródeł odbioru prądu oraz z ich wyposażeniem, zaś na fig. 4 pokazano przekrój poziomy okiennicy solarnej.

Sposób wytwarzania okien solarnych drewniano-aluminiowych opisano w przykładzie wykonania według wynalazku, realizowanego drogą obróbki ubytkowej materiałów konstrukcyjnych maszynowo i/lub automatycznie na środkach tnących, frezarskich i wiertarskich, wykonujących cięcie matePL 217 768 B1 riałów na odcinki o żądanej długości, pod kątem prostym i pod kątem 45°, oraz obróbkę odcinków wielowarstwowej kantówki drewnianej i warstwy izolacyjnej wytworzonej ze środków poliuretanowych, które łączy się środkami klejowymi, korzystnie po umieszczeniu jej między warstwami drewna, za pomocą środków dociskowych pneumatycznych, po czym sklejone odcinki skrzydła okna poddaje się struganiu na wymagany wymiar zgrubny, po czym prowadzi się szlifowanie wzdłużne wykańczające na taśmowych środkach przelotowych, po którym wykonuje się wiercenie i/lub frezowanie otworów oraz czopów i widlic, na środkach kątowego centrum obróbczego, a następnie tak obrobione elementy przesuwa się do środków automatycznej prasy hydraulicznej, gdzie nanosi się środki spajające i prowadzi się sklejanie elementów skrzydła okna, a potem są one przesuwane do poziomych środków wiertarskich, na których wykonuje się wiercenie otworów technologicznych, po czym kierowane są do środków wielowrzecionowej profilarki, na której wykonuje się profilowanie zewnętrzne skrzydła, a potem przesuwa się je do środków szlifierskich, korzystnie oscylacyjnych, na których prowadzi się szlifowanie powierzchni zewnętrznych, zaś po zakończeniu obróbki przesuwa się je do środków nanoszących powłoki malarskie, korzystnie stanowiących polewarkę wielostrumieniową i/lub wysokociśnieniowy agregat malarski, a po naniesieniu powłok ochronnych prowadzi się ich suszenie, po czym osadza się uszczelki i wykonuje się montaż okuć, a następnie prowadzi się osadzanie wewnątrz ramy skrzydła dwukomorowego pakietu szyb zespolonych o współczynniku prze₂ nikania ciepła Ug=0,5 W/(m².K), wykonanych ze szkła niskoemisyjnego i o niskiej zawartości żelaza, stanowiący pakiet trój szybowy o układzie szyb 4-18-4-18-4, rozdzielonych ciepłymi ramkami dystansowymi, przy czym pakiet ustala się, na umieszczonych wewnątrz skrzydła i przy zewnętrznych szybach pakietu środkach uszczelniających, a następnie prowadzi się montaż profilowych okładzin aluminiowych ustalanych na warstwie izolacyjnej ościeżnicy i bezpośrednio na skrzydle za pomocą systemu klipsów kołpakowych łączących aluminiową okładzinę swoimi kołnierzami, wciskanymi pomiędzy listwowe wypusty dystansowe o profilu teowym, po czym w otwory technologiczne elementów drewnianych i warstwy izolacyjnej wkłada się przewody, które łączy się z ustalonymi w części licowej okładziny aluminiowej ramy i skrzydła ogniwami fotowoltaicznymi tworzącymi baterię solarną, natomiast drugi koniec przewodu łączy się z wyjściowym gniazdem prądowym, po czym nakłada się warstwę izolacyjno-ochronną z przezroczystego tworzywa na ogniwa fotowoltaiczne, które od wyjściowego gniazda prądowego połączone są z falownikiem, który wyposażony jest w środki wyświetlaczowe, pokazujące jaki prąd jest pozyskiwany z ogniw, jak również w specjalny terminal umożliwiający bieżące monitorowanie pracy ogniw fotowoltaicznych, a zarazem połączony jest z akumulatorem żelowym, poprzez regulator jego ładowania, który zabezpiecza również przed przepływem prądu w odwrotnym kierunku, lub z automatycznym przełącznikiem zapewniającym połączenie prądowego zasilania solarnego z siecią elektryczną.

Sposób wytwarzania okien solarnych plastikowo-aluminiowych według wynalazku opisano poniżej w przykładzie jego wykonania, w którym materiałem bazowym jest tworzywo sztuczne o postaci kształtowego profila komorowego wykonanego z PCV, poddawanego obróbce ubytkowej, realizowanej maszynowo i/lub automatycznie na środkach tnących, frezarskich i wiertarskich, wykonujących obróbkę i cięcie materiałów konstrukcyjnych na odcinki o żądanej długości, przeznaczone na elementy skrzydła okna lub ramy, których końce ucina się pod kątem 45°, by ich czołowy widok wzdłużny miał zarys trapezowy, symetryczny, po czym prowadzi się zgrzewanie uciętych krawędzi, a następnie na wytworzonej ramie wykonuje się otwory technologiczne, zaś na jej zewnętrznej licowej ściance osadza się okładzinę aluminiową, a po ustaleniu w niej od wewnątrz uszczelki, na zewnątrz tej okładziny, w jej licowym wgłębieniu umieszcza się ogniwa fotowoltaiczne tworzące baterię solarną, ustaloną w aluminiowej okładzinie poprzez przeźroczyste pasy z tworzywa sztucznego, przy tym aluminiową okładzinę z plastikową konstrukcją ramy łączy system elastycznych klipsów kołpakowych, wykonanych z wysokoudarowego PCV, których kołnierze wciska się pomiędzy listwowe wypusty dystansowe o profilu teowym, po czym wewnątrz ramy skrzydła ustala się uszczelnienie, na którym osadza się dwukomorowy pakiet szyb zespolonych, wykonanych ze szkła niskoemisyjnego i o niskiej zawartości żelaza ₂ oraz o współczynniku przenikania ciepła wynoszącym Ug=0,5 W/(m².K), jako pakiet trójszybowy o układzie szyb 4-16-4-16-4, rozdzielonych ciepłymi ramkami dystansowymi, po czym pakiet w ramie ustala się za pomocą trapezowej listwy komorowej wyposażonej w uszczelkę od strony szyby i dodatkowo uszczelnia się silikonem, a następnie w otwory technologiczne wkłada się przewody, które łączy się z baterią solarną i z wyjściowym gniazdem prądowym i dalej z falownikiem, wyposażonym w środki wyświetlaczowe pokazujące jaki prąd jest pozyskiwany z ogniw, jak również w specjalny terminal umożliwiający bieżące monitorowanie pracy ogniw fotowoltaicznych, a zarazem połączony jest akumu8

PL 217 768 B1 latorem żelowym poprzez regulator jego ładowania, który zabezpiecza również przed przepływem prądu w odwrotnym kierunku, lub z automatycznym przełącznikiem zapewniającym połączenie zasilania solarnego z siecią elektryczną.

Sposób wytwarzania okiennic solarnych wg wynalazku opisano w poniższym przykładzie jego wykonania, w którym prowadzi się obróbkę ubytkową dobranych materiałów konstrukcyjnych, w tym wielokomorowego profila aluminiowego o przekroju ceownika, korzystnie sześciokomorowego, który tnie się pod kątem prostym na odcinki o długości odpowiadającej wysokości i szerokości okiennicy, po czym symetrycznie obcina się ich końce pod kątem 45°, a następnie szlifuje się ucięte powierzchnie, natomiast po tym prowadzi się frezowanie i/lub wiercenie otworów technologicznych, otworów na okucia i pod zawias wykonuje się ich montaż, a następnie ucina się żądaną liczbę równych odcinków z modułowego rdzenia aluminiowego o podwyższonej termoizolacyjności i mającego przekrój analogiczny jak fugowane deski boazeryjne, z których tworzy się zestaw płytowy, a na niego korzystnie z obu stron nakłada się matę, stanowiącą zestaw ogniw fotowoltaicznych, łączy się go z przewodami, po czym również z obu stron nakłada się na niego warstwę izolacyjno-ochronną, korzystnie przezroczystą, po czym całość umieszcza się w ramie okiennej, zamyka się ją, uszczelnia sylikonem i łączy całość.

Konstrukcję kompozytowego okna solarnego drewniano-aluminiowego wg wynalazku, uwidoczniono w przykładzie na fig. 1, na której pokazano okno drewniano-aluminiowe w przekroju pionowym a na fig. 2 pokazano je w przekroju poziomym wraz ze schematem instalacji elektrycznej baterii solarnej, ze źródłami odbioru prądu i ich wyposażeniem. Kompozytowe okno solarne pokazane na fig. 1 stanowi konstrukcję wykonaną z dobranych materiałów pod względem parametrów wytrzymałościowych oraz o podwyższonej termoizolacyjności, a jego bazowym materiałem konstrukcyjnym ramy 1 i skrzydła 2 jest rdzeń wykonany z drewna warstwowego, mającego na zewnętrznej stronie ramy ustalone warstwy izolacyjne o podwyższonej termoizolacyjności 3 i współczynniku lambda, znacznie niższym od lambda drewna, przy tym skrzydło 2 warstwę izolacyjną 3 zawiera między warstwami drewnianej kantówki, oraz zawiera szyby 4, połączone w pakiet wykonany ze szkła nisko-emisyjnego i o minimalnej zawartości żelaza, o układzie szyb 4-18-4-18-4 rozdzielonych ramkami dystansowymi 5 ₂ o niskiej przewodności cieplnej wynoszącej 0,5 W/(m².K), który od wewnętrznej strony ustalony jest w ramie skrzydła 2 na obwodowej uszczelce 6 i na uszczelce przyszybowej 6a, natomiast od strony zewnętrznej poprzez uszczelkę przylgową 7, przy czym na warstwie izolacyjnej 3 ramy 1 i skrzydła 2 ustalone są klipsy montażowe 8, korzystnie wykonane z wysokoudarowego PCV, których kołpaki mocują profilową okładzinę aluminiową 9, po ich wciśnięciu pomiędzy jej listwowe wypusty dystansowe o profilu teowym, natomiast w licowej wnęce profilowej okładziny aluminiowej 9 umieszczony jest zestaw ogniw fotowoltaicznych 10, tworzących baterię solarną ustalonych przez warstwę izolacyjnoochronną 11 ogniw fotowoltaicznych 10, które przewodami elektrycznymi 12, pokazanymi na fig. 2, połączone są z wyjściowym gniazdem prądowym 13 baterii słonecznej, połączonym również z falownikiem 14 wyposażonym w środki wyświetlaczowe 15, korzystnie LCD, pokazujące jaki prąd jest przekazywany z ogniw 10, oraz wyposażony w terminal 16, monitorujący pracę ogniw 10 i połączonych również z akumulatorem żelowym 17, poprzez regulator 18 jego ładowania, lub z automatycznym przełącznikiem 19 włączonym do sieci elektrycznej 20.

Konstrukcję kompozytowego okna solarnego plastykowo-aluminiowego według wynalazku uwidoczniono na fig.3. na której pokazano okno w przekroju pionowym, wraz ze schematem instalacji elektrycznej baterii solarnej i źródłami odbioru prądu oraz z ich wyposażeniem. Bazowym materiałem konstrukcyjnym tych okien jest tworzywo sztuczne o postaci kształtowych profili komorowych wykonanych z PCV, z których przycięto odcinki odpowiadające długościom zewnętrznych wymiarów pionowych i poziomych elementów, których końce są ucięte symetrycznie pod kątem 45°, tak że ich widok wzdłużny na zarys trapezowy symetryczny, a po spojeniu ich skośnych krawędzi poprzez zgrzewanie tworzą ramę 21 i skrzydło 22, zawierające otwory technologiczne, otwory na łączniki oraz na zawiasy, okucia i klamkę, przy czym rama 21 zawiera termoizolacyjne wypełnienie 23, a skrzydło 22 termoizolacyjne wypełnienie 24, przy tym rama 21 ma wewnątrz kompozytowe wzmocnienie 25, a skrzydło 22 kompozytowe wzmocnienie 26 i wewnątrz zawiera uszczelkę obwodową 27, uszczelkę przyszybową oraz uszczelkę przylgową 29, o które oparty jest wielowarstwowy pakiet szyb zespolonych 30 ₂ o współczynniku przenikania ciepła Ug=0,5 W/(m².K), wykonanych ze szkła niskoemisyjnego i o niskiej zawartości żelaza, korzystnie trójszybowy o układzie szyb 4-16-4-16-4, rozdzielonych ramkami dystansowymi 31, przy czym pakiet szyb 30 skrzydle 22 ustala trapezowa listwa komorowa 32 swoim obwodowym wypustem zaczepowym, zaś zestaw klipsów montażowych 33 ustala profilową okładzinę

PL 217 768 B1 aluminiową 34 ramy 21, a na skrzydle 22 profilową okładzinę aluminiową 35, ustalają jej ceowe boki, przy tym licowe wgłębienia profilowych okładzin aluminiowych 34, 35, zawierają zestawy ogniw fotowoltaicznych 36, zabezpieczonych warstwami izolacyjno-ochronnymi 37, a przewody elektryczne 38 ogniw fotowoltaicznych 36 ramy 21 i skrzydła 22 połączone są z wyjściowym gniazdem prądowym 39 baterii słonecznej, połączonej również z falownikiem 40, wyposażonym w środki wyświetlaczowe 41 oraz w terminal 42 monitorujący pracę ogniw 35 i połączony również z akumulatorem żelowym 43 poprzez regulator 44 jego ładowania, lub z automatycznym przełącznikiem 45, włączonym do sieci elektrycznej 46.

Okiennicę solarną wg wynalazku przedstawiono na fig. 4 pokazującej okiennice w przekroju poziomym i mającą ramę, wykonaną z sześciokomorowego profila aluminiowego o przekroju ceownika i złożoną z odcinków, których długość równa jest wysokości i szerokości okiennicy, po ścięciu ich końców symetrycznie pod kątem 45° i po wykonaniu otworów technologicznych, pod zawias i okucia, złożoną z uzyskanych elementów okiennicy stanowiących ramiaki pionowe 47 i ramiaki poziome 48. Rama zawiera żądaną liczbę odcinków modułowego rdzenia aluminiowego 49, stanowiących elementy, których przekrój poziomy ma zarys fugowanych desek boazeryjnych, złożonych w płytę, o wysokości i szerokości równej wewnętrznym wymiarom ramy okiennicy oraz okrytej zestawem ogniw fotowoltaicznych 50 z obu stron płyty, na które również z obu stron nałożona jest przezroczysta warstwa izolacyjno-ochronna 51 ogniw 50 połączonych przewodem 52 z wyjściowym gniazdem prądowym 53 okna.

Korzystnym jest zastosowanie paneli fotowoltaicznych tworzących baterie solarne, na ramach, skrzydłach okien i okiennicach według wynalazku, bo daje możliwość bezpośredniego przekształcenia rozproszonego promieniowania słonecznego w ciepło użytkowe, poprzez jego wchłanianie przez ogniwa fotowoltaiczne, z których pozyskiwany jest prąd elektryczny. Baterie solarne są dostosowane do pracy w klimacie środkowoeuropejskim i zapewniają pracę przez cały rok, od świtu do zmierzchu, nawet w zimnych, wietrznych i wilgotnych warunkach pogodowych. Obok funkcji podgrzewania ciepłej wody użytkowej, baterie słoneczne mogą wspomagać systemy niskotemperaturowego ogrzewania podłogowego i ściennego, jak również zasilania zmywarek i pralek w ciepłą wodę, z czego korzystnym skutkiem jest mniejsze zużycie prądu przez te urządzenia.

Statystyczne średnie gospodarstwo domowe ma trzy do czterech okien, które po ich wyposażeniu w baterie solarne na ramach, skrzydłach i okiennicach może generować 1836 kWh rocznie, nie emitując przy tym CO2 do atmosfery, natomiast przy zużywaniu takiej ilości kWh sieciowej energii elektrycznej przy jej wytwarzaniu wyemitowano do atmosfery 840 kg CO2/rok, gdyby ogrzewano gospodarstwo olejem emitowane byłoby 514 kg CO2/rok, a przy gazowym 389 kg CO2/rok - przy braku emisji z ogrzewania solarnego.

Z powyższego wynikają korzystne skutki dla środowiska, ponieważ słońce jako darmowe źródło czystej, bezpiecznej i przyjaznej środowisku energii słonecznej, gwarantuje wyeliminowanie emisji dwutlenku węgla, który nie tylko go nie zanieczyszcza, ale dodatkowo takie rozwiązanie znacząco obniża rachunki za ciepłą wodę i ogrzewanie naszego mieszkania i/lub domu.

Wykorzystywane przy testowaniu badawczym okno solarne o wymiarach 1,23 m x 1,45 m, ma₂ jące panele fotowoltaiczne ramy o wymiarach 1,23 x 0,1 x 2 + 1,23 x 0,1 x 2 = 0,496 m² oraz skrzydła 22

1,03 x 0,05 x 2 + 1,15 x 0,05 x 2 = 0,218 m², co ma łącznie 0,714 m² powierzchni fotowoltaicznej.

₂

Z uzyskanych wyników i badań okazało się, że moc szczytowa uzyskiwana z 1 m² fotowoltaiki ₂ wynosi 150 W/m², przy czym wzrost kosztów wytwarzania takich okien jest wyższy około 35%. Dlatego przy zastosowaniu na testowanym oknie okiennicy solarnej, mającej panele fotowoltaiczne o wy22 miarach 1,03 x 1,15 = 1,185 m². To łącznie daje 0,714 + 1,185 = 1,9 m² fotowoltaiki. Normalne warunki nasłonecznienia w ciągu dnia ulegają zmianom, przez co uzyskuje się nie mniej niż 60% mocy szczytowej, co przy trzech do czterech takich oknach może zapewnić nie tylko tanie i ekologiczne ciepło oraz tanią a nawet darmową ciepłą wodę użytkową.

Ponadto, gdyby ilość ciepła uzyskiwanego z baterii solarnych umieszczonych na ramach, skrzydłach i okiennicach, nie pokrywała jego strat, to zaleca się zamontowanie paneli fotowoltaicznych również na parapetach, nadprożach i ściankach bocznych otworów okiennych oraz na zewnętrznej ścianie muru dookoła otworu okiennego, co zagwarantuje wyeliminowanie strat ciepła i zapewni dodatni bilans ciepła.

Claims (6)

1. Sposób wytwarzania okien solarnych zwłaszcza, drewniano-aluminiowych prowadzony drogą obróbki ubytkowej materiałów konstrukcyjnych, realizowanej maszynowo i/lub automatycznie na środkach tnących, frezarskich i wiertarskich, wykonujących cięcie materiałów na odcinki o żądanej długości pod kątem prostym i pod kątem 45°, znamienny tym, że odcinki jedno lub wielowarstwowej drewnianej kantówki oraz warstwy izolacyjnej, wytworzonej ze środków poliuretanowych łączy się środkami klejowymi za pomocą środków dociskowych, korzystnie pneumatycznych, po czym sklejone odcinki ramy, skrzydła i/lub ościeżnicy poddaje się struganiu na wymagany wymiar zgrubny, a następnie prowadzi się ich szlifowanie wzdłużne wykańczające, korzystnie wykonywane na taśmowych środkach przelotowych, po którym wykonuje się wiercenie i/lub frezowanie otworów oraz czopów i widlic, na środkach kątowego centrum obróbczego, a następnie tak przygotowane elementy przesuwa się do środków automatycznej prasy, korzystnie hydraulicznej, gdzie nanosi się środki spajające i prowadzi się sklejanie elementów skrzydła, ramy i/lub ościeżnicy, a po tym przesuwane są do poziomych środków wiertarskich, na których wykonuje się wiercenie otworów technologicznych, po czym kierowane są do środków wielowrzecionowej profilarki, na której wykonuje się profilowanie zewnętrzne skrzydła, a po tym przesuwa się je do środków szlifierskich, korzystnie oscylacyjnych, na których prowadzi się szlifowanie powierzchni zewnętrznych, zaś po zakończeniu obróbki przesuwane są do środków nanoszących powłoki malarskie, korzystnie stanowiących polewarkę wielostrumieniową i/lub wysokociśnieniowy agregat malarski, a po naniesieniu powłok ochronnych prowadzi się ich suszenie, po czym osadza się uszczelki i wykonuje się montaż okuć a następnie prowadzi się osadzenie wewnątrz ramy skrzydła, korzystnie wielowarstwowego pakietu szyb zespolonych o współczynniku przenikania ciepła ₂

Ug=0,5 W/(m².K), wykonanych ze szkła niskoemisyjnego i o niskiej zawartości żelaza, korzystnie jako trój szybowy o układzie szyb 4-18-4-18-4, oraz rozdzielonych ciepłymi ramkami dystansowymi, przy czym pakiet ustala się na umieszczonych wewnątrz ramy i przy zewnętrznych szybach pakietu środkach uszczelniających, a następnie prowadzi się montaż profilowych okładzin aluminiowych, ustalanych na warstwie izolacyjnej ramy ościeżnicy za pomocą systemu klipsów kołpakowych łączących aluminiową okładzinę swoimi kołnierzami wciskanymi pomiędzy listwowe wypusty dystansowe o profilu teowym, natomiast na skrzydle profilowe okładziny aluminiowe ustala się bezpośrednio za pomocą klipsów, po czym w otwory technologiczne elementów drewnianych i warstwy izolacyjnej wkłada się przewody, które łączy się z ustalonymi w części licowej okładziny aluminiowej ramy i skrzydła ogniwami fotowoltaicznymi, tworzącymi baterie solarną, natomiast drugi koniec przewodu łączy się z wyjściowym gniazdem prądowym, po czym nakłada się warstwę izolacyjno - ochronną na ogniwa fotowoltaiczne, które od wyjściowego gniazda prądowego połączone są z przetwornikiem sinusoidalnym, korzystnie z falownikiem, który wyposażony jest w środki wyświetlaczowe, pokazujące jaki prąd jest pozyskiwany z ogniw, jak również w specjalny terminal umożliwiający bieżące monitorowanie pracy ogniw fotowoltaicznych, a zarazem połączony jest z akumulatorem, korzystnie żelowym, poprzez regulator jego ładowania, który zabezpiecza przez przepływem prądu w odwrotnym kierunku, lub z automatycznym przełącznikiem zapewniającym połączenie zasilania solarnego z siecią elektryczną.

2. Sposób wytwarzania okien solarnych, zwłaszcza plastikowo-aluminiowych, których materiałem bazowym jest tworzywo sztuczne o postaci kształtowego profila komorowego wykonanego z PCV, poddawanego obróbce ubytkowej, realizowanej maszynowo i/lub automatycznie na środkach tnących, frezarskich i wiertarskich, wykonujących obróbkę i cięcie materiałów konstrukcyjnych na odcinki o żądanej długości przeznaczone na elementy ramy i/lub ościeżnicy, których końce ucina się pod kątem 45°, by ich czołowy widok wzdłużny miał zarys trapezowy symetryczny, po czym ucięte krawędzie spaja się poprzez ich zgrzewanie, znamienny tym, że na wytworzonej ramie wykonuje się otwory technologiczne, a na jej zewnętrznej licowej ściance osadza się okładzinę aluminiową, po ustaleniu w niej od wewnątrz uszczelki, po czym na zewnątrz tej wykładziny w jej licowym wgłębieniu umieszcza się ogniwa fotowoltaiczne tworzące baterię solarną, ustaloną w aluminiowej okładzinie poprzez przezroczyste pasy z tworzywa sztucznego, przy tym aluminiową okładzinę z plastikową konstrukcją ramy łączy system elastycznych klipsów kołpakowych, wykonanych z wysoko-udarowego PCV, których kołnierze wciska się pomiędzy listwowe wypusty dystansowe o profilu teowym, po czym wewnątrz ramy ustala się uszczelnienie, na którym osadza się korzystnie wielowarstwowy pakiet szyb zespolonych wykonanych ze szła niskoemisyjnego i o niskiej zawartości żelaza, oraz o współczynniku przeni₂ kania ciepła wynoszącym Ug=0,5 W/(m².K), korzystnie jako pakiet trójszybowy o układzie szyb 4-16-416-4, rozdzielonych ciepłymi ramkami dystansowymi, po czym pakiet w ramie ustala się za pomocą

PL 217 768 B1 trapezowej listwy komorowej wyposażonej w uszczelkę od strony szyby i dodatkowo uszczelnia się silikonem, a następnie w otwory technologiczne wkłada się przewody, które łączy się z baterią solarną i z wyjściowym gniazdem prądowym i dalej z przetwornikiem sinusoidalnym, korzystnie z falownikiem, który wyposażony jest w środki wyświetlaczowe pokazujące, jaki prąd jest pozyskiwany z ogniw, jak również specjalny terminal umożliwiający bieżące monitorowanie pracy ogniw fotowoltaicznych, a zarazem połączony jest z akumulatorem, korzystnie żelowym poprzez regulator jego ładowania, który zabezpiecza również przed przepływem prądu w odwrotnym kierunku, lub z automatycznym przełącznikiem zapewniającym połączenie zasilania solarnego z siecią elektryczną.

3. Sposób wytwarzania okiennic solarnych drogą obróbki ubytkowej dobranych materiałów konstrukcyjnych, znamienny tym, że wielokomorowy profil o przekroju ceownika, korzystnie sześciokomorowego wykonanego z aluminium, tnie się pod kątem prostym na odcinki o długości odpowiadającej wysokości i szerokości okiennicy, po czym symetrycznie obcina się ich końce pod kątem 45°, a następnie szlifuje się ucięte powierzchnie, natomiast po tym prowadzi się frezowanie i/lub wiercenie otworów technologicznych, pod zawiasy i na okucia, oraz wykonuje się ich montaż, a następnie ucina się żądaną liczbę równych odcinków z modułowego rdzenia aluminiowego o podwyższonej termoizolacyjności i mającego przekrój analogiczny jak fugowane deski boazeryjne, z których tworzy się zestaw płytowy, a na niego korzystnie z obu stron nakłada się matę stanowiącą zestaw ogniw fotowoltaicznych, łączy się go z przewodami, po czym również z obu stron nakłada się na niego warstwę izolacyjno-ochronną, korzystnie przezroczystą, po czym całość umieszcza się w ramie, zamyka się ją i łączy całość.

4. Kompozytowe okna solarne drewniano-aluminiowe stanowiące konstrukcję wykonaną z wybranych materiałów, którego parametry oparto na obliczeniach optymalizujących wymiary z uwzględnieniem warunków zapewniających przenoszenie obciążeń statycznych i mechanicznych, jak również przy zagwarantowaniu uzyskania podwyższonej termoizolacyjności oraz zawierające jako bazowy materiał konstrukcyjny ramy, skrzydła i ościeżnicy drewno stanowiące ich rdzeń, znamienne tym, że jego rama i skrzydło 2 zawiera znany rdzeń wykonany z drewna warstwowego, na którego zewnętrznej stronie ościeżnicy oraz między warstwami drewnianej kantówki zostały ustalone warstwy izolacyjne o podwyższonej termoizolacyjności 3, mające współczynnik lambda znacznie niższy od lambda drewna, przy tym skrzydło 2 zawiera szyby 4 połączone w pakiet wykonany ze szkła niskoemisyjnego o minimalnej zawartości żelaza i korzystnie połączony w pakiet o układzie 4-18-4-18-4, rozdzielony ₂ ramkami dystansowymi 5 o niskiej przewodności cieplnej wynoszącej 0,5 W/(m .K) i od wewnętrznej strony ustalony w ramie skrzydła na obwodowej uszczelce 6 i na uszczelce przyszybowej 6a, natomiast od strony zewnętrznej poprzez uszczelkę przylgową 7, przy czym na warstwie izolacyjnej 3 ramy 1 i bezpośrednio na skrzydle 2 ustalone są klipsy montażowe 8, korzystnie wykonane z wysokoudarowego PCV, których kołpaki mocują profilową okładzinę aluminiową 9, po ich wciśnięciu pomiędzy jej listwowe wypusty dystansowe o profilu teowym, natomiast w licowej wnęce profilowej okładziny aluminiowej 9, umieszczony jest zestaw ogniw fotowoltaicznych 10 tworzących baterie solarną, ustalony przez warstwę izolacyjno-ochronną 11, ogniw fotowoltaicznych 10, które przewodami elektrycznymi 12 ramy 1 i skrzydła 2 połączone są z wyjściowym gniazdem prądowym 13 baterii słonecznej, połączonym również z przetwornikiem sinusoidalnym, korzystnie z falownikiem 14 wyposażonym w środki wyświetlaczowe 15, korzystnie LCD, pokazujące, jaki prąd jest pozyskiwany z ogniw 10, oraz w terminal 16 monitorujący pracę ogniw 10 i połączony również z akumulatorem 17, korzystnie żelowym, poprzez regulator 18 jego ładowania lub z automatycznym przełącznikiem 19 włączonym do sieci elektrycznej 20.

5. Kompozytowe okno solarne plastikowo-aluminiowe, którego materiałem bazowym jest tworzywo sztuczne, stanowiące kształtowe profile komorowe wykonane z PCV, zawiera przycięte z nich odcinki odpowiadające długościom zewnętrznych wymiarów pionowych i poziomych elementów ramy, skrzydła i/lub ościeżnicy, które mają końce symetrycznie ucięte pod kątem 45°, tak, że ich widok wzdłużny ma zarys trapezowy symetryczny, zaś od wewnątrz komory zawierają metalowe wzmocnienia, a ich skośne krawędzie są spojone przez ich zgrzanie, znamienne tym, że zawiera otwory technologiczne, otwory na łączniki oraz na zawiasy, okucia i klamkę, a jego rama 21 i skrzydło 22 mają termoizolacyjne wypełnienie 23 ramy 21 i termoizolacyjne wypełnienie 24 skrzydła 22, przy czym rama 21 ma kompozytowe wzmocnienie 25, natomiast skrzydło 22 ma kompozytowe wzmocnienie 26 i zawiera wewnątrz uszczelkę obwodową 27, uszczelkę przyszybową 28 oraz uszczelkę przylgową 29, o które oparty jest korzystnie wielowarstwowy pakiet szyb zespolonych 30 o współczynniku przenikania ciepła Ug=0,5 W/(m².K), wykonanych ze szkła niskoemisyjnego i o niskiej zawartości żelaza, ko12

PL 217 768 B1 rzystnie trójszybowy o układzie szyb 4-16-4-16-4, oraz rozdzielonych ciepłymi ramkami dystansowymi

31, przy czym pakiet 30 w skrzydle ustala trapezowa listwa komorowa 32 swoim obwodowym wypustem zaczepowym, natomiast zestaw klipsów montażowych 33 ustala profilową okładzinę aluminiową 34 ramy 21, zaś na skrzydle 22 profilową okładzinę aluminiową 35 ustalają jej ceowe boki, przy tym licowe wgłębienia profilowych okładzin aluminiowych 34, 35 zawierają zestawy ogniw fotowoltaicznych 36 zabezpieczonych warstwami izolacyjno-ochronnymi 37, a przewody elektryczne 38 ogniw fotowoltaicznych 36 ramy 21 i skrzydła 22, połączone są z wyjściowym gniazdem prądowym 39 baterii słonecznej, połączonej również z przetwornikiem sinusoidalnym, korzystnie o postaci falownika 40, wyposażonego w środki wyświetlaczowe 41 oraz w terminal 42 monitorujący pracę ogniw 35 i połączony również z akumulatorem 43, korzystnie żelowym, przez regulator 44 jego ładowania, lub z automatycznym przełącznikiem 45 włączonym do sieci elektrycznej 46.

6. Okiennica solarna zawierająca ramę, w której jest ustalona płyta, znamienna tym, że jej wielokomorowy profil, korzystnie sześciokomorowy profil o przekroju ceownika wykonanego z aluminium, pociętego na odcinki, których długość równa jest wysokości i szerokości okiennicy, a po ścięciu ich końców symetrycznie pod kątem 45° i wykonaniu otworów technologicznych, pod zawiasy i okucia, jako elementy okiennicy stanowiące ramiaki pionowe 47 i ramiaki poziome 48, połączone i ustalone w jednostronnie otwartej ramie okiennicy, po czym uciętą liczbę równych odcinków modułowego rdz enia aluminiowego 49 o podwyższonej termoizolacyjności i mającego przekrój o zarysie fugowanych desek boazeryjnych oraz szerokość łączną równą wewnętrznemu wymiarowi szerokości wewnętrznej okiennicy, oraz okrytego zestawem ogniw fotowoltaicznych 50, jak również warstwą izolacyjnoochronną 51 na obu stronach okiennicy, po połączeniu ogniw 50 z przewodem 52 połączonym z wyjściowym gniazdem prądowym 53 okna, a po zamknięciu ramy z nią złączonych.