PL234665B1

PL234665B1 - Collector-and-accumulation transparent partition for building engineering

Info

Publication number: PL234665B1
Application number: PL425203A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Szyszka
Original assignee: Politechnika Rzeszowska Im Ignacego Lukasiewicza
Priority date: 2018-04-12
Filing date: 2018-04-12
Publication date: 2020-03-31
Also published as: PL425203A1

Abstract

Przegroda charakteryzuje się tym, że zawiera przeszklenie zewnętrzne (1) oraz przeszklenie wewnętrzne (2), pomiędzy którymi znajduje się komora (3) powietrzna, wewnątrz której zamontowane jest okno żaluzjowe (4). Ponadto przegroda zawiera absorbery (6) słoneczne, które są zamontowane na skrzydłach (5) okna żaluzjowego (4). Co najmniej jedno skrzydło (5) okna żaluzjowego jest podłączone do siłownika (9) elektrycznego sprzężonego z termoregulatorem (10) i czujnikiem zmierzchu (11).The partition is characterized by the fact that it contains external glazing (1) and internal glazing (2), between which there is an air chamber (3) inside which a louvre window (4) is mounted. Moreover, the partition contains solar absorbers (6), which are mounted on the leaves (5) of the louvre window (4). At least one leaf (5) of the blind window is connected to an electric actuator (9) coupled with a thermoregulator (10) and a dusk sensor (11).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest przegroda kolektorowo-akumulacyjna transparentna dla budownictwa do zastosowania zwłaszcza jako ściana osłonowa lub jej część w budynku o konstrukcji szkieletowej, w celu dogrzewania tego budynku.The subject of the invention is a transparent collector and accumulation partition for the construction industry, to be used in particular as a curtain wall or part of it in a building with a skeleton structure, in order to heat this building.

W warunkach klimatycznych typowych dla obszaru Polski znaczna ilość energii zużywanej w budownictwie jest przeznaczana do ogrzewania pomieszczeń w sezonie zimowym. Ogrzewane budynki w sezonie grzewczym, z uwagi na występującą różnicę temperatur po przeciwległych stronach przegród zewnętrznych, generują straty ciepła. Podstawowym sposobem ich ograniczenia jest wkomponowanie w przegrodę materiałów termoizolacyjnych. Redukcja strat ciepła jest proporcjonalna do oporu cieplnego termoizolacji, a w konsekwencji całej przegrody. O ile stosowanie materiałów termoizolacyjnych o coraz większej grubości lub doskonalszych parametrach zabezpiecza przed stratami ciepła, to jednocześnie ogranicza możliwość poprawy bilansu cieplnego budynku przez pozyskiwaniu ciepła z promieniowania słonecznego. Wykorzystanie energii odnawialnej w budownictwie jest oczywiście możliwe dzięki tak zwanym systemom aktywnym, do których zalicza się w szczególności kolektory słoneczne pompy ciepła oraz wymienniki gruntowe. Rozwiązania te wymagają jednak kosztownych kontrolerów, pomp oraz instalacji, a także energii konwencjonalnej, bez których dystrybucja pozyskanego ciepła nie byłaby możliwa.Under the climatic conditions typical of Poland, a significant amount of energy used in construction is allocated to space heating in the winter season. Heated buildings during the heating season, due to the temperature difference on the opposite sides of the external partitions, generate heat losses. The basic way to limit them is to integrate thermal insulation materials into the partition. The reduction of heat losses is proportional to the thermal resistance of the thermal insulation, and consequently to the entire partition. While the use of thermal insulation materials of greater and greater thickness or better parameters protects against heat loss, it also limits the possibility of improving the building's thermal balance by obtaining heat from solar radiation. The use of renewable energy in construction is of course possible thanks to so-called active systems, which include, in particular, solar collectors, heat pumps and ground heat exchangers. These solutions, however, require expensive controllers, pumps and installations, as well as conventional energy, without which the distribution of the obtained heat would not be possible.

Alternatywę dla systemów aktywnych stanowią systemy pasywne i semipasywne. Z uwagi na ich integrację z elementami obudowy budynku są tańsze i w zasadzie nie wymagają obsługi eksploatacyjnej. Na drodze do ich upowszechnienia w typowych dla obszaru Polski warunkach klimatycznych stoi przede wszystkim nierównomierny i losowy charakter promieniowania słonecznego. Praca typowego systemu pasywnego polega na odbiorze energii słonecznej przez zintegrowany z obudową budynku kolektor, a następnie dystrybucji ciepła dzięki zjawisku przewodzenia do wnętrza budynku. Najprostszym i najbardziej znanym rozwiązaniem tego rodzaju systemu jest ściana Trombe'a. Ściana taka składa się z przezroczystej osłony, warstwy absorpcyjnej oraz materiału magazynującego i przewodzącego ciepło takiego jak przykładowo mur ceglany lub ściana betonowa. Przeszklenie umożliwia przenikanie krótkofalowego wysokoenergetycznego promieniowania słonecznego i jego absorpcję na powierzchni ściany. Powstałe w wyniku fototermicznej konwersji ciepło jest magazynowane i przewodzone w ścianie. Jego przepływ w kierunku środowiska zewnętrznego jest ograniczony dzięki termoizolacyjnym właściwościom przeszklenia. Czas związany z przepływem fali termicznej do wnętrza budynku zależy od pojemności cieplnej muru i wynosi od kilku do kilkunastu godzin. Typowe rozwiązanie tego rodzaju zawiera ścianę grubości od 150 mm do nawet 500 mm, pokrytą ciemnym materiałem absorbującym promieniowanie. Jako przeszklenie stosuje się pojedynczą warstwę szkła lub szyby zespolone jedno lub dwukomorowe. Przestrzeń pomiędzy przeszkleniem a częścią murową zwaną rdzeniem wynosi od 20 do 50 mm.An alternative to active systems are passive and semi-passive systems. Due to their integration with the building envelope elements, they are cheaper and generally do not require maintenance. The main obstacle to their dissemination in climatic conditions typical of Poland is the uneven and random nature of solar radiation. The operation of a typical passive system consists in receiving solar energy by a collector integrated with the building's casing, and then distributing heat thanks to the phenomenon of conduction inside the building. The simplest and best known solution of this type of system is the Trombe wall. Such a wall consists of a transparent cover, an absorption layer and a heat-storing and conducting material, such as, for example, a brick wall or a concrete wall. Glazing enables the penetration of short-wave, high-energy solar radiation and its absorption on the wall surface. The heat resulting from the photothermal conversion is stored and conducted in the wall. Its flow towards the outside environment is limited due to the thermal insulation properties of the glazing. The time associated with the flow of the thermal wave inside the building depends on the heat capacity of the wall and ranges from several to several hours. A typical solution of this type includes a wall thickness from 150 mm to even 500 mm, covered with dark radiation-absorbing material. The glazing is made of a single layer of glass or double or triple glazed units. The space between the glazing and the masonry part called the core is from 20 to 50 mm.

Typowe rozwiązania ściany Trombe'a cechuje na ogół słaba izolacyjność termiczna wynosząca u=0,9-0,5 W/m²K. Podczas zimnych nocy, lub pochmurnych dni w sezonie grzewczym mogą wystąpić znaczne straty ciepła. Biorąc pod uwagę warunki klimatyczne Europy Centralnej typowa ściana Trombe'a nie gwarantuje bilansu ciepła porównywalnego ze ścianą tradycyjną zawierającą materiał termoizolacyjny. Podejmowane są próby poprawy bilansu dzięki ograniczeniu strat ciepła lub poprawie zdolności do magazynowania energii. Różnorodne modyfikacje typowej ściany Trombe'a opisano między innymi w pracach: Saadatian O., Sopian K., Lim C.H., Asim N., Sulaiman M.Y.: Trombe walls: a review of opportunities and challenges in research and development, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 16, Issue 8, October 2012, strony 6340-6351 oraz Saadatian O., Lim C.H Sopian K. Salleh E.: A state of the art review of solar walls: Concepts and applications, Journal of Building Physics July 2013 vol. 37 no. 1 strony 55-79.Typical Trombe wall solutions are generally characterized by poor thermal insulation, u = 0.9-0.5 W / m ² K. During cold nights or cloudy days during the heating season, significant heat losses can occur. Taking into account the climatic conditions of Central Europe, a typical Trombe wall does not guarantee a heat balance comparable to a traditional wall with thermal insulation material. Attempts are made to improve the balance by reducing heat loss or improving the capacity to store energy. Various modifications of a typical Trombe wall are described, among others, in the works of: Saadatian O., Sopian K., Lim CH, Asim N., Sulaiman MY: Trombe walls: a review of opportunities and challenges in research and development, Renewable and Sustainable Energy Reviews , Volume 16, Issue 8, October 2012, pages 6340-6351 and Saadatian O., Lim CH Sopian K. Salleh E .: A state of the art review of solar walls: Concepts and applications, Journal of Building Physics July 2013 vol. 37 no. 1 pages 55-79.

Z pracy Ji J., Luo C., Sun W., Yu H., He W., Pei G.: An improved approach for the application of Trombe wall system to building construction with selective thermo-insulation faęades, Chinese Science Bulletin, 54(11), (2009), strony 1949-1956, znane są tak zwane ściany kompozytowe służące poprawie oporu termicznego przegród pasywnych. Stosowany jest w nich materiał termoizolacyjny umieszczony tuż za absorberem lub od strony wnętrza budynku. Skutkiem umieszczenia izolacji termicznej za absorberem jest ograniczenie przewodzenia ciepła do części magazynującej ściany i wnętrza budynku. Zamontowanie absorbera na termoizolacji może skutkować jego nadmiernym przegrzewaniem i intensyfikacją strat ciepła do środowiska zewnętrznego. W takich rozwiązaniach ciepło jest dostarczane do wnętrza budynku w drodze swobodnej lub wymuszonej konwekcji powietrza. Z tym sposobem dystrybucjiZ praca Ji J., Luo C., Sun W., Yu H., He W., Pei G .: An improved approach for the application of Trombe wall system to building construction with selective thermo-insulation faęades, Chinese Science Bulletin, 54 (11), (2009), pages 1949-1956, so-called composite walls are known to improve the thermal resistance of passive walls. They use thermal insulation material located just behind the absorber or on the inside of the building. The effect of placing the thermal insulation behind the absorber is to limit heat conduction to the storage part of the wall and inside the building. Installing the absorber on the thermal insulation may result in its excessive overheating and intensification of heat loss to the external environment. In such solutions, heat is supplied to the interior of the building by free or forced air convection. With this way of distribution

PL 234 665 B1 ciepła związane jest ryzyko zanieczyszczenia powietrza przykładowo kurzem lub roztoczami. Podobne rozwiązania znane są z publikacji Shen J, Lassue S, Zalewski L, Huang D.: Numerical study on thermal behavior of classical or composite Trombe solar walls. Energy and Buildings 39/2007 oraz Shen J, Lassue S, Zalewski L, Huang D.: Numerical study of classical and composite solar walls by TRNSYS. Journal of Thermal Science 2007 strony 46-55.There is a risk of contamination of the air by, for example, dust or mites. Similar solutions are known from the publications by Shen J, Lassue S, Zalewski L, Huang D .: Numerical study on thermal behavior of classical or composite Trombe solar walls. Energy and Buildings 39/2007 and Shen J, Lassue S, Zalewski L, Huang D .: Numerical study of classical and composite solar walls by TRNSYS. Journal of Thermal Science 2007 pages 46-55.

Przegrody pasywne, w których dla poprawy ich pojemności cieplnej stosowane są materiały o znacznych wartościach gęstości i ciepła właściwego, a także materiały zmiennofazowe MZF znane są między innymi z publikacji: Cabeza L. F., Castellón C., Nogues M., Medrano M., Leppers R., Zubillaga O.: Use of microencapsulated PCM in concrete walls for energy savings, Original Research Article Energy and Buildings, Vol.39(2) 2007; Rodriguez-Ubinas E., Ruiz-Valero L., Vega S, Neila J.: Applications of Phase Change Material in highly energy-efficient houses; Energy & Buildings,Vol: 50, 2012; Sharma A, Tyagi VV, Chen CR, Buddhi D.: Review on thermal energy storage with phase change materials and applications, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume: 13, 2009. Pozytywny skutek w zakresie ograniczenia strat ciepła jest możliwy, jeśli odbiór ciepła przez wymienione materiały ograniczy przyrost temperatury przegrody. Jest to możliwe wtedy, gdy przemiana fazowa zachodzi w temperaturach nieznacznie przekraczających poziom temperatury projektowanej w pomieszczeniach ogrzewanych budynku. Stosowanie materiałów MZF dotyczy przede wszystkim przegród nieprzezroczystych. Znane są próby stosowania MZF w przegrodach transparentnych polegają na umieszczeniu MZF w przestrzeni międzyszybowej, elementach zacieniających okna lub wkomponowanie MZF w strukturę rdzenia. MZF w stanie stałym w nieznacznym stopniu posiada zdolność przepuszczania światła. W efekcie następuje utrata właściwości transparentnych przegrody. Znane są także przegrody pasywne zawierające szklane pojemniki z wodą opisane w publikacjach: Nayak J.K.: Transwall versus trombe wall: Relative performance studies., Energy. Conversion and Management,Volume 27, Issue 4, 1987; Prakash G, Garg H.P.: Solar energy: fundamentals and applications, Tata McGraw-Hill Publishing Company. 2000; Starakiewicz A., Lichołai L., Szyszka J., P. Miąsik: Badania akumulacyjnej przegrody transparentnej; Międzynarodowa Konferencja Energii Słonecznej i Budownictwa Ekologicznego. Solina 2006. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej 2006. Aby zwiększyć zdolność wody do absorpcji przenikającego przez zbiornik promieniowania słonecznego stosowane są barwiące pigmenty oraz przekładki refleksyjno - absorbcyjne. Rozwiązanie to jest kłopotliwe w eksploatacji ogranicza przezroczystość przegrody i deformuje obraz otoczenia.Passive partitions, in which materials with high density and specific heat values are used to improve their heat capacity, as well as MZF phase change materials, are known, among others, from the publications: Cabeza LF, Castellón C., Nogues M., Medrano M., Leppers R ., Zubillaga O .: Use of microencapsulated PCM in concrete walls for energy savings, Original Research Article Energy and Buildings, Vol. 39 (2) 2007; Rodriguez-Ubinas E., Ruiz-Valero L., Vega S, Neila J .: Applications of Phase Change Material in highly energy-efficient houses; Energy & Buildings, Vol: 50, 2012; Sharma A, Tyagi VV, Chen CR, Buddhi D .: Review on thermal energy storage with phase change materials and applications, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume: 13, 2009. A positive effect in terms of reducing heat loss is possible if heat removal due to the mentioned materials it will limit the increase of the partition temperature. It is possible when the phase change takes place at temperatures slightly exceeding the design temperature level in the heated rooms of the building. The use of MZF materials concerns mainly opaque partitions. There are known attempts to use MZF in transparent partitions. They consist in placing the MZF in the inter-pane space, elements shading windows or integrating the MZF into the core structure. MZF in the solid state has a low light transmittance. As a result, the transparent properties of the partition are lost. There are also passive barriers containing glass containers with water described in the publications: Nayak J.K .: Transwall versus trombe wall: Relative performance studies., Energy. Conversion and Management, Volume 27, Issue 4, 1987; Prakash G, Garg H.P .: Solar energy: fundamentals and applications, Tata McGraw-Hill Publishing Company. 2000; Starakiewicz A., Lichołai L., Szyszka J., P. Miąsik: Research on the accumulation transparent barrier; International Conference on Solar Energy and Green Building. Solina 2006. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej 2006. To increase the ability of water to absorb solar radiation penetrating through the reservoir, tinting pigments and reflective-absorbent spacers are used. This solution is inconvenient to use, it limits the transparency of the partition and deforms the image of the surroundings.

Z polskiego opisu zgłoszeniowego P. 408488 znana jest przegroda kolektorowo-akumulacyjna dla budownictwa, obejmująca zewnętrzną ścianę budynku oraz przeszklenie zewnętrzne tworzące wraz z nią zewnętrzną komorę, w której położony jest absorber ciepła słonecznego. W ściennie przegrody utworzona jest wewnętrzna szczelina dzieląca tą ścianę na dwie części. Szczelina połączona jest kanałami wentylacyjnymi z komorą mieszczącą absorber. Rozwiązanie umożliwia przejmowanie i magazynowanie ciepła, a następnie jego wykorzystanie do dogrzewania pomieszczeń. Przegroda nie jest transparentna oraz nie umożliwia dostatecznego reagowania na zmieniające się warunki pogodowe.From the Polish application description P. 408488, a collector and accumulation barrier for the construction industry is known, including the outer wall of the building and the external glazing, which together form the outer chamber, in which the solar heat absorber is located. There is an internal gap in the partition wall dividing the wall into two parts. The slot is connected by ventilation channels to the chamber housing the absorber. The solution allows for taking over and storing heat, and then using it to heat the rooms. The partition is not transparent and does not allow sufficient response to changing weather conditions.

Z chińskiego opisu zgłoszeniowego CN 107687312 A znana jest przegroda zawierająca przeszklenie zewnętrzne, przeszklenie wewnętrzne, komorę występującą pomiędzy tymi przeszkleniami oraz absorber słoneczny umieszczony wewnątrz tej komory.From the Chinese application description CN 107687312 A, a partition is known which comprises external glazing, internal glazing, a chamber provided between these glazing and a solar absorber arranged inside this chamber.

Z chińskiego opisu zgłoszeniowego CN 106839242 A znana jest przegroda zawierająca przeszklenie wewnętrzne oraz zewnętrzne, ogniwa fotowoltaiczne umieszczone na dolnej części zewnętrznego przeszklenia. Pomiędzy przeszkleniem zewnętrznym a wewnętrznym przegroda ma komorę, w górnej części której zawarte jest elektryczne skrzydło żaluzjowe.From the Chinese application description CN 106839242 A, a barrier is known which includes internal and external glazing, photovoltaic cells placed on the lower part of the external glazing. Between the external and internal glazing, the partition has a chamber, in the upper part of which is an electric louvre wing.

Rozwiązania znane ze stanu techniki nie pozwalają lub pozwalają w niewielkim zakresie na reagowanie na zmieniające się warunki pogodowe. A także nie pozwalają na zachowanie transparentności przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiej izolacyjności termicznej zbliżonej do tej możliwej do uzyskania przy zastosowaniu ścian tradycyjnych.The solutions known from the state of the art do not allow, or only to a small extent, to react to changing weather conditions. They also do not allow for maintaining transparency while ensuring high thermal insulation similar to that possible with the use of traditional walls.

Przegroda kolektorowo-akumulacyjna transparentna dla budownictwa, zawierająca przeszklenie zewnętrzne, przeszklenie wewnętrzne, absorber słoneczny oraz komorę powietrzną znajdującą się pomiędzy przeszkleniem zewnętrznym a przeszkleniem wewnętrznym, przy czym absorber znajduje się wewnątrz tej komory, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wewnątrz jej komory powietrznej zamontowane jest okno żaluzjowe, a absorbery słoneczne są zamontowane na skrzydłach tego okna żaluzjowego, a ponadto przegroda zawiera pojemniki wypełnione materiałem zmiennofazowym, które umieszczone są wewnątrz jej komory.Transparent collector and accumulation partition for the construction industry, including external glazing, internal glazing, solar absorber and an air chamber located between the external glazing and internal glazing, with the absorber located inside this chamber, according to the invention, characterized by the fact that inside its air chamber is installed there is a louvre window, and the solar absorbers are mounted on the leaves of the louvre window, and furthermore, the partition comprises containers filled with phase change material, which are placed inside its chamber.

PL 234 665 B1PL 234 665 B1

Korzystnie absorbery słoneczne przegrody są wykonane z perforowanej blachy a powierzchnia perforowanych otworów wynosi od 40% do 60% powierzchni absorbera, przy czym absorbery słoneczne zamontowane na skrzydłach okna żaluzjowego są ustawione pod kątem 90° do przeszklonej powierzchni skrzydła.Preferably, the baffle solar absorbers are made of perforated sheet metal, and the area of the perforated openings ranges from 40% to 60% of the absorber area, with the solar absorbers mounted on the louvre window leaves at an angle of 90 ° to the glazed surface of the leaf.

Dalsze korzyści uzyskiwane są, jeśli materiał zmiennofazowy, którym wypełnione są pojemniki przegrody ma temperaturę przemiany fazowej z przedziału od 17° do 35°C oraz wartość ciepła przemiany fazowej co najmniej 110 kJ/ kg.Further advantages are obtained if the phase change material with which the baffle containers are filled has a phase transition temperature in the range of 17 ° to 35 ° C and a phase change heat value of at least 110 kJ / kg.

Kolejne korzyści uzyskuje się, jeżeli przegroda ma siłownik elektryczny podłączony do jednego ze skrzydeł okna żaluzjowego. Natomiast jej skrzydło, do którego jest podłączony siłownik elektryczny, jest połączone przegubowo za pomocą pręta z pozostałymi skrzydłami.Further advantages are obtained if the partition has an electric actuator connected to one of the wings of the louvre window. On the other hand, its leaf, to which the electric actuator is connected, is articulated with the other leaves by means of a rod.

W wariancie wykonania okno żaluzjowe przegrody ma siłowniki elektryczne w liczbie odpowiadającej liczbie skrzydeł, a każde z tych skrzydeł jest podłączone do oddzielnego siłownika.In an embodiment, the shutter louvre window has a number of electric actuators corresponding to the number of wings, and each of the wings is connected to a separate actuator.

Następne korzyści uzyskuje się, jeżeli przegroda zawiera termoregulator oraz czujnik zmierzchu, sprzężone z siłownikiem elektrycznym. Termoregulator oraz czujnik zmierzchu umieszczone są wewnątrz komory przegrody w odległości od 0,5 do 3 cm od powierzchni przeszklenia zewnętrznego oraz w połowie jego wysokości.Further advantages are obtained if the partition comprises a thermoregulator and a dusk sensor coupled to an electric actuator. The thermoregulator and the dusk sensor are placed inside the partition chamber at a distance of 0.5 to 3 cm from the surface of the external glazing and in the middle of its height.

Kolejne korzyści uzyskiwane są, jeżeli skrzydła okna żaluzjowego przegrody mają zamocowane na swoich dłuższych krawędziach uszczelki z maty aerogelowej, a przeszklenie zewnętrzne, przeszklenie wewnętrzne oraz przeszklenia skrzydeł okna żaluzjowego są wykonane z szyby zespolonej o współczynniku Ugmax = 0,6W/m²K.Further benefits are obtained if the sashes of the louvre window of the partition have airgel mat gaskets fixed on their longer edges, and the external glazing, internal glazing and glazing of the louvre window sashes are made of composite glass with a coefficient of Ugmax = 0.6W / m ² K.

Dalsze korzyści uzyskuje się, jeżeli górna, dolna oraz boczne ściany komory przegrody są pokryte warstwą izolacyjną z maty aerogelowej, a układ skrzydeł okna żaluzjowego przegrody jest horyzontalny.Further advantages are obtained if the top, bottom and side walls of the partition chamber are covered with an airgel mat insulation layer and the sash arrangement of the partition louver window is horizontal.

W wariancie wykonania układ skrzydeł okna żaluzjowego przegrody jest wertykalny.In a variant, the system of sashes of the shutter of the partition is vertical.

Przegroda według wynalazku pozwala na dogrzewanie pomieszczenia w budynku, w którym stanowi jedną z przegród zewnętrznych, wykorzystując do tego ciepło pochodzące z promieniowania słonecznego w zakresie sprawności co najmniej 15% sumy promieniowania słonecznego docierającego do jej przeszklenia zewnętrznego. Przegroda ma wysoką izolacyjność termiczną, porównywalną z izolowaną termicznie ścianą tradycyjną, przy jednoczesnym zachowaniu właściwości transparentnych. Zastosowanie rozwiązania według wynalazku pozwala na obniżenie kosztów ogrzewania w sezonie grzewczym oraz wykorzystanie odnawialnych źródeł energii do tego celu. Przegroda jest przystosowana do warunków klimatycznych panujących w Europie środkowej oraz charakteryzuje się interaktywnością, dzięki czemu pozwala na reagowanie na zmieniające się warunki pogodowe.The partition according to the invention allows for additional heating of the room in the building, in which it is one of the external partitions, using the heat from solar radiation within the efficiency range of at least 15% of the total solar radiation reaching its external glazing. The partition has high thermal insulation, comparable to a traditional thermally insulated wall, while maintaining transparent properties. The use of the solution according to the invention allows for the reduction of heating costs during the heating season and the use of renewable energy sources for this purpose. The partition is adapted to the climatic conditions in Central Europe and is characterized by interactivity, which allows it to respond to changing weather conditions.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania został zaprezentowany na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przegrodę w przekroju podłużnym z zamkniętym oknem żaluzjowym, fig. 2 - tą samą przegrodę z otwartym oknem żaluzjowym, fig. 3 - tą samą przegrodę w przekroju wzdłuż linii A-A pokazanej na fig. 1, fig. 4 - tą samą przegrodę w przekroju wzdłuż linii B-B pokazanej na fig. 1, fig. 5 - w rozstrzelonym rzucie perspektywicznym, fig. 6 - przegrodę w wariancie wykonania z oddzielnymi siłownikami w przekroju, fig. 7 - skrzydła okna żaluzjowego w rzucie perspektywicznym w układzie wertykalnym z dwoma absorberami zamontowanymi na każdym ze skrzydeł, fig. 8 - schemat obwodu zasilającego siłownik elektryczny, a fig. 9 - wykres przedstawiający wyniki badań przegrody.The subject of the invention in an exemplary embodiment is presented in the drawing, in which Fig. 1 shows the partition in a longitudinal section with a closed louvre window, Fig. 2 - the same partition with an open louvre window, Fig. 3 - the same partition along the line AA shown in fig. 1, fig. 4 - the same baffle in a section along the line BB shown in fig. 1, fig. 5 - in an exploded perspective view, fig. 6 - a baffle in an embodiment variant with separate actuators in a section, fig. 7 - the louvre sashes in a perspective view in a vertical configuration with two absorbers mounted on each of the sashes, Fig. 8 - diagram of the electric actuator supply circuit, and Fig. 9 - diagram showing the results of the partition tests.

Przegroda kolektorowo-akumulacyjna transparentna dla budownictwa w przykładzie wykonania zawiera przeszklenie zewnętrzne 1 oraz przeszklenie wewnętrzne 2, pomiędzy którymi znajduje się komora 3 powietrzna, wewnątrz której zamontowane jest okno żaluzjowe 4. Na każdym ze skrzydeł 5 okna żaluzjowego 4 zamontowany jest absorber 6 słoneczny, wykonany z perforowanej blachy aluminiowej pomalowanej matową czarną farbą, a powierzchnia perforowanych otworów wynosi 50% powierzchni absorbera 6. Absorbery 6 zamontowane są do skrzydeł 5 pod kątem 90°. Przeszklenie zewnętrzne 1, przeszklenie wewnętrzne 2 oraz przeszklenie skrzydeł 5 okna żaluzjowego 4 są wykonane z szyby zespolonej o współczynniku Ugmax=0,6 W/m²K. Za oknem żaluzjowym 4 wewnątrz komory 3 na jej ściankach górnej, dolnej oraz bocznych, zamontowane są szczelne pojemniki 7 wypełnione materiałem zmiennofazowym o temperaturze przemiany fazowej z przedziału od 17° do 35° C oraz wartości ciepła przemiany fazowej wynoszącej co najmniej 110 kJ/kg. Wszystkie skrzydła 5 okna żaluzjowego 4 są połączone przegubowo z prętem 8, a dolne skrzydło jest podłączone do siłownika 9 elektrycznego. Siłownik 9 elektryczny jest sprzężony z termoregulatorem 10 oraz czujnikiem zmierzchu 11. Siłownik 9 jest uruchamiany po zamknięciu elektrycznego obwodu zasilającego. Obwód jest przerywany przy pomocy termoregulatora 10 oraz czujnika zmierzchu 11. Dzięki takiemu rozwiązaniu uchylanie oraz zamyThe transparent collector-accumulation partition for the construction industry in the exemplary embodiment includes external glazing 1 and internal glazing 2, between which there is an air chamber 3, inside which a louvre window 4 is mounted. On each of the sashes 5 of the louvre window 4 there is a solar absorber 6, made of made of perforated aluminum sheet painted with matt black paint, and the area of the perforated holes is 50% of the absorber 6 area. The absorbers 6 are mounted to the wings 5 at an angle of 90 °. External glazing 1, internal glazing 2 and sash glazing 5 of the louvre window 4 are made of a composite glass with the coefficient Ugmax = 0.6 W / m ² K. Behind the louvre window 4 inside the chamber 3 on its top, bottom and side walls are mounted sealed containers 7 filled with a phase change material with a phase change temperature in the range of 17 ° to 35 ° C and a heat of phase change value of at least 110 kJ / kg. All the leaves 5 of the louvre window 4 are articulated to the rod 8, and the lower sash is connected to an electric actuator 9. The electric actuator 9 is coupled to a thermoregulator 10 and a twilight sensor 11. The actuator 9 is activated after the electric supply circuit is closed. The circuit is interrupted by the thermoregulator 10 and the twilight sensor 11. Thanks to this solution, the

PL 234 665 B1 kanie skrzydeł 5 okna żaluzjowego 4 uwarunkowane jest warunkami klimatycznymi. W przypadku niedostatecznego promieniowania słonecznego skrzydła 5 żaluzjowe pozostają zamknięte ograniczając straty ciepła. W przypadku, gdy promieniowanie słoneczne umożliwia nagrzewanie wnętrza komory 3, skrzydła 5 okna żaluzjowego 4 uchylają się i intensyfikują ten proces za pomocą absorberów 6. Termoregulator 10 przerywa obwód, w przypadku gdy wartość temperatury, mierzonej wewnątrz komory 5 przez jego czujnik temperatury, jest niższa od 20°C. Przegroda w przykładzie wykonania stanowi część ściany osłonowej budynku o konstrukcji szkieletowej. Skrzydła 5 żaluzjowe okna żaluzjowego 4 mają zamocowane na swoich dłuższych krawędziach uszczelki 12 z maty aerogelowej. Przeszklenia 1 i 2 zamontowane zostały w standardowych ramach okiennych. Górna, dolna oraz boczne ściany komory 3 zostały pokryte warstwą izolacyjną 13 z maty aerogelowej.The sash 5 of the louvre window 4 is determined by the climatic conditions. In case of insufficient solar radiation, the louvre wings remain closed, limiting heat loss. In the event that the solar radiation allows the interior of the chamber 3 to be heated, the sashes 5 of the shutter 4 open and intensify this process by means of absorbers 6. The thermoregulator 10 breaks the circuit when the temperature measured inside the chamber 5 by its temperature sensor is lower. from 20 ° C. The partition in an exemplary embodiment forms part of the curtain wall of the skeleton structure building. The louvre leaves 5 of the louvre window 4 have seals 12 made of airgel mat fixed at their longer edges. Glazing 1 and 2 were installed in standard window frames. The top, bottom and side walls of the chamber 3 are covered with an insulating layer 13 of airgel mat.

Z wykorzystaniem przegrody o wymiarach 1 m x 1 m przeprowadzono badania w warunkach potowych, w których obserwacja prowadzona była z częstotliwością 10 minut. Gęstość strumienia ciepła qi mierzonego na wewnętrznym przeszkleniu 2 porównano z gęstością strumienia ciepła ściany referencyjnej q0,23 o współczynniku przenikania ciepła u=0,23 W/m²K - linia kropkowana - dla tej samej temperatury powietrza zewnętrznego Te. Wykres wykazuje znacznie mniejsze straty ciepła przegrody według wynalazku w sytuacjach pomijalnie małej wartości promieniowania słonecznego od ściany referencyjnej. W przypadku oddziaływania promieniowania słonecznego straty są jeszcze mniejsze lub wartości q0,23 zmieniają znak na dodatni, co świadczy o pojawieniu się zysków ciepła i dogrzewaniu pomieszczenia.Sweat tests were carried out with the use of a 1 mx 1 m partition, in which the observation was carried out at a frequency of 10 minutes. The heat flux density qi measured on the internal glazing 2 was compared with the heat flux density of the reference wall q0.23 with the heat transfer coefficient u = 0.23 W / m ² K - dotted line - for the same outside air temperature Te. The graph shows significantly lower heat losses of the partition according to the invention in situations with a negligibly low value of solar radiation from the reference wall. In the case of solar radiation, the losses are even smaller or the values of q0.23 change the sign to a positive sign, which indicates the appearance of heat gains and additional heating of the room.

W drugim przykładzie wykonania układ skrzydeł 5 jest wertykalny a absorbery 6 wykonane są z blachy stalowej oraz zamontowane są do skrzydeł 5 okna żaluzjowego 4 na ich osi. Do każdego skrzydła 5 zamontowano dwa absorbery 6. W pozostałym zakresie wykonanie jest jak w przykładzie pierwszym.In the second embodiment, the arrangement of wings 5 is vertical and the absorbers 6 are made of steel sheet and are mounted to the wings 5 of the louvre window 4 on their axis. Two absorbers 6 are mounted to each wing 5. Otherwise, the design is as in the first example.

W trzecim przykładzie wykonania każde skrzydło 5 podłączone jest do oddzielnego siłownika 9 elektrycznego, a skrzydła 5 nie są ze sobą połączone przegubowo. W pozostałym zakresie wykonanie jest jak w przykładzie pierwszym.In the third embodiment, each wing 5 is connected to a separate electric actuator 9, and the wings 5 are not articulated to each other. For the rest, the execution is as in the first example.

Claims

Patent claims

1.The transparent collector and accumulation partition for the construction industry, including external glazing, internal glazing, solar absorber and an air chamber located between the external glazing and internal glazing, with the absorber located inside this chamber, characterized by the fact that inside its chamber (3) the louvre window (4) is mounted, and the solar absorbers (6) are mounted on the wings (5) of this louvre window (4), moreover, the partition includes containers (7) filled with phase change material, which are placed inside its chamber (3) .

2. A partition according to claim The method of claim 1, characterized in that its solar absorbers (6) are made of a perforated sheet and the area of the perforated holes is from 40% to 60% of the area of the absorber (6).

3. A partition according to claim The method of claim 2, characterized in that its solar absorbers (6) mounted on the leaves (5) of the louvre window (4) are positioned at an angle of 90 ° to the glazed surface of the leaf (5).

4. A partition according to claim The method of claim 1, 2 or 3, characterized in that the phase change material with which its containers (7) are filled has a phase change temperature ranging from 17 ° to 35 ° C and a phase change heat value of at least 110 kJ / kg.

5. A partition according to claim 3. The louver as claimed in claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that it has an electric actuator (9) connected to one of the wings (5) of the louvre window (4).

6. A partition according to claim 5. The louvre according to claim 5, characterized in that its wing (5) of the louvre (4), which is connected to the electric actuator (7), is articulated by a rod (8) to the other wings (7).

7. A partition according to claim 1 or 2, 3 or 4, characterized in that its louvre window (4) has electric actuators (9) corresponding to the number of leaves (5), and each of these leaves (5) is connected to a separate actuator (9 ).

8. A partition according to claim 5, 6 or 7, characterized in that it comprises a thermoregulator (10) and a dusk sensor (11) coupled to an electric actuator (9).

PL 234 665 B1

9. A partition according to claim 1 8. The device as claimed in claim 8, characterized in that its thermoregulator (10) and dusk sensor (11) are placed inside the chamber (3) of the partition at a distance of 0.5 to 3 cm from the external glazing (1) and halfway up its height.

10. A partition according to claim 1 1, 2, or 3, or 4, or 5, or 6, or 7, or 8, or 9, characterized in that the sashes (5) of the louvre window (4) of the baffles have seals (12) fixed on their longer edges with airgel mat.

11. A partition according to claim 1 1 or 2, or 3, or 4, or 5, or 6, or 7, or 8, or 9, or 10, characterized in that its external glazing (1), internal glazing (2) and sash glazing (5) louvre windows (4) are made of a composite glass with the coefficient Ugmax = 0.6 W / m ² K.

12. A partition according to claim 1 1, 2, or 3, or 4, or 5, or 6, or 7, or 8, or 9, or 10, or 11, characterized in that the top, bottom and side walls of the partition chamber (3) are covered with an insulating layer (13) made of airgel mat.

13. A partition according to claim 1 1, 2, or 3, or 4, or 5, or 6, or 7, or 8, or 9, or 10, or 11, or 12, characterized in that the arrangement of the wings (5) of the shutter window (4) of the partition is horizontal.

14. A partition according to claim 1 1, 2, or 3, or 4, or 5, or 6, or 7, or 8, or 9, or 10, or 11, or 12, characterized in that the arrangement of the wings (5) of the shutter window (4) of the partition is vertical.