CZ304513B6

CZ304513B6 - Solar ventilation and tempering window

Info

Publication number: CZ304513B6
Application number: CZ2012-758A
Authority: CZ
Inventors: Miloš Pavlů; Petr Pavlů; Pavel Pavlů
Original assignee: Pavlu - Complex, S.R.O.
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2014-06-11
Also published as: CZ2012758A3

Abstract

In the present invention, there is disclosed a solar ventilation and tempering window (1) consisting of a frame (2) or a frame (2) and at least one wing (3), a window panel (5) fastened within the frame (2) or the wing (3) by means of glazing moldings (4), a fan (11), a protective filter (27) of a suction opening (13, 14, 15), ), a protective filter (26) of an exhaust opening (16) and a controller (28) arranged in a thermally insulated wall (6). The window panel (5) consists of the thermally insulating wall (6), a preheating chamber (7), thermally absorbing chamber (8), a photovoltaic cell (9) and a light transparent plate (10). At least one suction opening (13, 14, 15) is performed in the thermally insulated wall (6) or on the side of the window panel (5) or in both the thermally insulated wall (6) and on the side of the window panel (5). At least one exhaust opening (16) leading in the interior is performed in the thermally insulated wall (6). The thermally absorbing chamber (8) is provided with an absorbing wall (12) with at least one bypass opening (17) and at least one another opening (18).

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká větrání a temperování místnosti pomocí solárního ohřevu vzduchu.The invention relates to the ventilation and tempering of a room by means of solar air heating.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

U starších provedení oken a jiných otvorových výplní jsou nízké izolační vlastnosti a netěsnosti a u nových oken naopak jejich přílišná těsnost. V prvním případě je vytápění místností energeticky náročné vlivem neřízených tepelných ztrát, ve druhém případě nároky na energii jsou nižší, avšak je dokonale zamezen únik tepla i vzduchu. Místnosti jsou nevětrané, vznikají plísně, pachy a jiné negativní důsledky. Největším problémem u nových oken je přílišná kondenzace vodních par v místnostech a nedostatečné větrání.Older versions of windows and other apertures have low insulating properties and leaks, and new windows are too tight. In the first case, room heating is energy-intensive due to uncontrolled heat loss, in the second case the energy demand is lower, but the leakage of heat and air is perfectly prevented. The rooms are unventilated, molds, odors and other negative consequences arise. The biggest problem with new windows is excessive condensation in the rooms and insufficient ventilation.

Ventilace se provádí zejména otevíráním křídel oken a tvorbou průvanu, což však lze zajistit jen přítomností osob. Dále se větrání řeší štěrbinovitě nebo strojně. Jsou známa okna s mikroventilací vznikající nepatrným otevřením křídla zajištěného kováním proti násilnému otevření, čímž dochází ktzv. štěrbinovému větrání a proudění vzduchu do místnosti. Nevýhodou štěrbinového větrání je, že množství přiváděného vzduchu je minimální a zcela nedostatečné pro větrání místnosti. Další nevýhodou mikro ventilace je, že vzduch proudící do místnosti se neohřívá. Při strojním větrání jsou větrací systémy integrovány k hliníkovým nebo plastovým oknům a montují se do ostění nad okenní rám. Z interiéru je nasáván vzduch do rekuperátoru a současně je z exteriéru nasáván čerstvý vzduch a přiváděn rovněž do rekuperátoru, kde vzduch odváděný zevnitř ohřívá vzduch přiváděný zvenčí do interiéru. Ven odchází vzduch ochlazený tímto procesem. Systém je řízen motoricky a vyžaduje napojení na elektrickou síť. Nevýhodou strojního větrání je nutnost napájení elektrickou energií ze sítě, čímž systém není beznákladový. Podstatnou nevýhodou dále je, že strojní větrání se umísťuje nad okenní rám a tím je nelze použít u stávajících oken.Ventilation is mainly done by opening the windows and drafts, but this can only be ensured by the presence of people. Furthermore, ventilation is solved by slot or machine. Microventilation windows are known which result from a slight opening of the sash secured by forging against forcible opening. slotted ventilation and air flow into the room. The disadvantage of slot ventilation is that the supply air is minimal and completely insufficient for room ventilation. Another disadvantage of micro ventilation is that the air flowing into the room does not heat up. For mechanical ventilation, ventilation systems are integrated with aluminum or plastic windows and mounted in the lining above the window frame. Air is drawn from the interior to the recuperator, while fresh air is drawn in from the exterior and fed to the recuperator, where the exhaust air heats the air supplied from the outside. The air cooled by this process leaves out. The system is motor-driven and requires a mains connection. The disadvantage of mechanical ventilation is the necessity of supplying electricity from the mains, which means that the system is not cost-free. A further disadvantage is that the machine ventilation is located above the window frame and thus cannot be used with existing windows.

V dalším řešení dle WO/2000/014 372 je venkovní vzduch nasáván do výměníku tepla, ve kterém teplá voda výměníku předá část tepla vzduchu proudícího dutými profily rámu a křídla do místnosti bez použití ventilátoru. Větrání je zcela nedostatečné z důvodu velmi malých průřezů dutých profilů.In another solution according to WO / 2000/014 372, the outside air is sucked into the heat exchanger, in which the hot water of the exchanger transfers part of the heat of the air flowing through the hollow frame and sash profiles to the room without the use of a fan. Ventilation is completely inadequate due to the very small cross-sections of the hollow profiles.

Rovněž je známo řešení dle CN 201902143, kde okenní otvor je opatřen závěsem pro regulaci světla a předávání tepla je pouze konvekcí bez využití elektrické energie. Nedostatkem tohoto řešení je malá účinnost zařízení.A solution according to CN 201902143 is also known, wherein the window opening is provided with a hinge for controlling the light and the heat transfer is merely convection without the use of electric energy. The disadvantage of this solution is the low efficiency of the device.

Také jsou známy solární větrací panely stemperací přiváděného vzduchu, které se připevňují na obvodové zdi staveb nebo na střechy. Toto řešení je předmětem dokumentu WO-03 048 655. Tyto solární větrací panely dodávají vzduch do místnosti průchozími otvory o průměru větším než 100 mm v obvodových zdech nebo ve střechách. Nevýhodou těchto řešení je ztráta způsobená nízkými teplotami zdí nebo střech, zhoršení architektonického tvaru vysazením panelů před konstrukce objektů a větší zatížení objektů sněhem.Solar ventilation panels are also known by supply air stempering which are attached to the perimeter walls of buildings or roofs. This solution is the subject of WO-03 048 655. These solar ventilation panels supply air to the room through through holes greater than 100 mm in diameter in peripheral walls or roofs. The disadvantages of these solutions are the loss caused by the low temperatures of the walls or roofs, the deterioration of the architectural shape by placing the panels in front of the structure of buildings and a greater snow load on the objects.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Výše uvedené nevýhody odstraňuje solární větrací a temperovací okno skládající se z rámu nebo z rámu a nejméně jednoho křídla, z okenní výplně upevněné v rámu nebo křídle pomocí zasklívacích lišt, ventilátoru, ochranného filtru sacích otvorů, ochranného filtru výfukového otvoru a regulátoru v tepelně izolační stěně podle tohoto vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že okenní výplň je tvořena tepelně izolační stěnou, předehřívací komorou, tepelně absorpční komorou, dáleThe above-mentioned disadvantages are eliminated by a solar ventilation and tempering window consisting of a frame or a frame and at least one sash, of a window panel fixed in the frame or sash by means of glazing bars, a fan, a suction filter, an exhaust outlet filter and a thermally insulating wall regulator according to the invention. Its essence lies in the fact that the window panel consists of a heat-insulating wall, a preheating chamber, a heat-absorbing chamber,

-1 CZ 304513 B6 fotovoltaickým článkem a světlo propustnou deskou. V tepelně izolační stěně nebo na boku okenní výplně nebo v tepelně izolační stěně i na boku okenní výplně je nejméně jeden sací otvor a dále je v tepelně izolační stěně nejméně jeden výfukový otvor ústící do interiéru.A photovoltaic cell and a light transmissive plate. There is at least one suction opening in the thermal insulation wall or in the side of the window panel, or in the thermal insulation wall and in the side of the window panel, and furthermore in the thermal insulation wall there is at least one exhaust opening opening into the interior.

Výhodné provedení tepelně absorpční komory spočívá v tom, že je opatřena absorpční stěnou s nejméně jedním přepouštěcím a nejméně jedním dalším otvorem. Z hlediska regulace větrání je výhodné, jsou-li sací otvory umístěny na boční straně okenní výplně, která je na straně okenní kliky křídla. Dále je z hlediska regulace větrání nebo ohřevu výhodné provedení, je-li nejméně jeden ze sacích otvorů a výfukový otvor opatřen uzávěrem s plynulou změnou uzavírání. Pro zachování průhlednosti jako jedné ze základních funkcí okna je výhodné, jestliže má solární větrací a temperovací okno nejméně jedno křídlo osazené okenní výplní a nejméně jedno křídlo je osazeno izolačním sklem. Z důvodu průhlednosti okna je rovněž výhodné, když alespoň jedno křídlo je dělené nejméně jedním okenním sloupkem na nejméně dvě části, přičemž v jedné takto vytvořené části je použita okenní výplň a v druhé či dalších částech je použito izolační sklo. Z hlediska dosažení vysoké účinnosti tepelné a zvukové izolační funkce je rovněž výhodné, je-li tepelně izolační stěna ze sendvičové desky.An advantageous embodiment of the heat-absorbing chamber consists in that it is provided with an absorption wall with at least one by-pass and at least one other opening. From a ventilation control point of view, it is advantageous if the suction openings are located on the side of the window panel, which is on the side of the window handle. Furthermore, from the standpoint of controlling ventilation or heating, it is advantageous if at least one of the intake openings and the exhaust opening is provided with a closure with a continuous change of closure. In order to maintain transparency as one of the basic functions of the window, it is advantageous if the solar ventilation and tempering window have at least one sash fitted with a window pane and at least one sash fitted with insulating glass. For the sake of transparency of the window, it is also advantageous if the at least one sash is divided by at least one window pillar into at least two parts, in which one window part is used and the other or other parts use insulating glass. From the standpoint of achieving a high efficiency of the thermal and acoustic insulation function, it is also advantageous if the thermal insulation wall is made of a sandwich plate.

Solární větrací a temperovací okno podle vynálezu dosahuje velké účinnosti větrání a umožňuje výměnu vzduchu v místnosti vícekrát za hodinu, přičemž při intenzivním slunečním záření dochází ke značnému ohřátí přiváděného větracího vzduchu. Další výhodou řešení podle vynálezu je, že není třeba instalace ventilačních a temperačních panelů na zdi nebo střechy objektů, ale lze umístit větrací a temperovací jednotku přímo do většiny stávajících oken bez zásahu do obvodového zdivá vytvářením velkých otvorů, čímž je zachován i architektonický vzhled objektu. Rovněž nedochází k narušení obvodových stěn nebo střech, k tvorbě tepelných mostů a k energetickým ztrátám vlivem nízkých teplot zdí nebo střech. Tepelné ztráty celé jednotky jsou nízké, neboť je umístěna na tepelně izolační desce s velmi nízkým součinitelem prostupu tepla aje ohřívána vzduchem z interiéru místnosti. Podstatnou výhodou řešení podle vynálezu dále je, že není třeba napájení elektrickou energií ze sítě a provoz je beznákladový. Solární větrací a temperovací okno pracuje s nulovými provozními náklady, neboť elektrická energie potřebná pro pohon ventilátoru je vyráběna pomocí fotovoltaického článku. Další velkou výhodou je, že okenní křídlo lze směrem do místnosti otevřít, což umožňuje jak snadný přístup k sacím otvorům, tak i regulaci větrání.The solar ventilation and tempering window according to the invention achieves high ventilation efficiency and allows air exchange in the room several times per hour, while the intake solar air heats up the supply ventilation air considerably. Another advantage of the solution according to the invention is that there is no need to install ventilation and tempering panels on the walls or roofs of the buildings, but the ventilation and tempering unit can be placed directly into most existing windows without interfering with the peripheral masonry by creating large openings. There is also no disturbance to the peripheral walls or roofs, thermal bridges and energy losses due to low wall or roof temperatures. The heat loss of the whole unit is low as it is placed on a thermal insulation board with a very low heat transfer coefficient and is heated by air from the interior of the room. An essential advantage of the solution according to the invention is furthermore that there is no need for mains electricity and operation is cost-free. The solar ventilation and tempering window operate at zero operating costs, since the electrical energy required to drive the fan is generated by a photovoltaic cell. Another big advantage is that the sash can be opened towards the room, allowing easy access to the suction openings as well as ventilation control.

Přehled obrázků na výkresechOverview of the drawings

Na připojených výkresech blíže znázorňujících příklad provedení vynálezu je na obr. 1 pohled z exteriéru na solární a temperovací okno s rámem a jedním křídlem. Na obr. 2 je ve zvětšeném měřítku svislý řez solárním větracím a temperovacím oknem s rámem a jedním křídlem. Na obr. 3 je pohled z interiéru na solární a temperovací okno s rámem a jedním křídlem. Obr. 4 znázorňuje bokorys okenní výplně ze strany okenní kliky. Na obr. 5 je dvoukřídlové solární větrací a temperovací okno a na obr. 6 je křídlo solárního větracího a temperovacího okna rozdělené okenním sloupkem na část s okenní výplní a část zasklenou izolačním sklem.In the accompanying drawings illustrating an exemplary embodiment of the invention, FIG. 1 is an exterior view of a solar and tempering window with a frame and one leaf. Fig. 2 is an enlarged vertical cross-section of a solar ventilation and tempering window with a frame and one leaf. Fig. 3 is a view from the interior of a solar and tempering window with a frame and one leaf. Giant. 4 shows a side view of the window panel from the side of the window handle. Fig. 5 shows a double-wing solar ventilation and tempering window, and Fig. 6 is a wing of a solar ventilation and tempering window divided by a window pillar into a window panel part and a part glazed with insulating glass.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Solární větrací a temperovací okno i (obr. 1) sestává z rámu 2, jednoho křídla 3 a okenní výplně 5, jejíž součástí je tepelně izolační stěna 6, fotovoltaický článek 9 a skleněná světlo propustná deska JO. Okenní výplň 5 (obr. 2) upevněná v křídle 3 pomocí zasklívacích lišt 4 je dále tvořena předehřívací komorou 7, tepelně absorpční komorou 8 a ventilátorem 11. Tepelně absorpční komoru 8 vytváří prostor mezi černou absorpční stěnou 12 a skleněnou světlo propustnou deskou 10 a fotovoltaickým článkem 9. Černá absorpční stěna 12 má přepouštěcí otvory 17 a otvor 18 ústící k ventilátoru J_l. V tepelně izolační stěně 6 tvořené sendvičovou deskou je sací otvor 13 s ochranným filtrem 27 a výfukový otvor 16 s ochranným filtrem 26 ústící do interiéru. SolárníThe solar ventilation and tempering window 1 (FIG. 1) consists of a frame 2, one sash 3 and a window panel 5 comprising a thermal insulation wall 6, a photovoltaic cell 9 and a glass light transmitting plate 10. The window panel 5 (FIG. 2) fixed in the wing 3 by means of the glazing bars 4 further comprises a preheating chamber 7, a heat absorption chamber 8 and a fan 11. The heat absorption chamber 8 creates a space between the black absorption wall 12 and The black absorbent wall 12 has overflow openings 17 and an opening 18 opening towards the fan 11. In the thermally insulating wall 6 formed by the sandwich plate, there is an intake opening 13 with a protective filter 27 and an exhaust opening 16 with a protective filter 26 opening into the interior. Solar

-2CZ 304513 B6 větrací a temperovací okno 1 má uzávěr 19 s plynulou změnou uzavírání sacího otvoru 13 a uzávěr 22 s plynulou změnou uzavírání výfukového otvoru 16 (obr. 3). Na vnitřní straně okenní výplně 5 je upevněn regulátor 28. Sací otvory 14, 15 na boku okenní výplně 5 (obr. 4) jsou provedeny na straně okenní kliky 23 pro snadný přístup k sacím otvorům 14, 15 při minimálním otevření křídla 3. Dvoukřídlové solární větrací a temperovací okno I umožňující klasickou funkci okna sestává ze dvou křídel 3, přičemž jedno křídlo 3 je osazeno okenní výplní 5 a fotovoltaickým článkem 9 a druhé křídlo 3 je osazeno izolačním sklem 24 (obr. 5). Solární větrací a temperovací okno i dle obrázku 6 má jedno křídlo 3, které je rozděleno okenním sloupem 25 na dvě části, přičemž v jedné části křídla 3 je izolační sklo 24, např. dvojsklo nebo trojsklo a v druhé části křídla 3 je okenní výplň 5.The ventilation and tempering window 1 has a closure 19 with a continuous change of closure of the intake opening 13 and a closure 22 with a continuous change of closure of the exhaust opening 16 (Fig. 3). A regulator 28 is mounted on the inside of the window panel. Suction openings 14, 15 on the side of the window panel 5 (Fig. 4) are provided on the side of the window handle 23 for easy access to the suction openings 14, 15 with minimal opening of the wing. the ventilation and tempering window I allowing the classical function of the window consists of two wings 3, one wing 3 being fitted with a window panel 5 and a photovoltaic cell 9 and the other wing 3 being fitted with an insulating glass 24 (Fig. 5). The solar ventilation and tempering window 1 of FIG. 6 has one wing 3 which is divided into two parts by the window pillar 25, with one part of the wing 3 having insulating glass 24, for example double or triple glazing, and the other .

Elektrický proud z fotovoltaického článku 9 pohání ventilátor 11, který nasává vnitřní vzduch sacím otvorem 13 nebo venkovní vzduch sacími otvoiy 14, 15. Nasátý vzduch proudí do předehřívací komory 7, kde dojde kjeho mírnému ohřátí a dále postupuje do tepelně absorpční komory 8, ve které dojde kjeho značnému ohřátí. Při intenzivním slunečním záření se vzduch ohřeje až o 40 °C. Ohřátý vzduch dále prochází otvorem 18, ventilátorem H a výfukovým otvorem 16 do místnosti. Vzduch do solárního větracího a temperovací okna 1 lze nasávat třemi způsoby. Pro pouhé temperování vzduchu v místnosti se použije sací otvor 13. Pro maximální větrání a maximální temperaci je nasávání sacím otvorem 14 a pro maximální větrání a zároveň minimální temperaci nebo chlazení se použije sací otvor 15. Zvolená funkce se nastaví pomocí uzávěrů 19, 20, 21 a 22 s plynulou změnou uzavírání, kterými se uzavírají sací otvory 13, 14, 15 a výfukový otvor 16, Použitím běžně dostupného regulátoru 28 a čidla umístěného v tepelně absorpční komoře 8 se zajistí vypnutí ventilátoru 11, jak při dosažení maximální nastavené tepoty v místnosti, tak i při poklesu teploty vzduchu v tepelně absorpční komoře pod nastavenou mez teploty vzduchu dodávaného do místnosti výfukovým otvorem 16.The electric current from the photovoltaic cell 9 drives the fan 11, which sucks in the air through the suction port 13 or the outside air through the suction openings 14, 15. The intake air flows into the preheating chamber 7, where it is slightly warmed and proceeds to the heat absorption chamber 8 it becomes very hot. The air is heated up to 40 ° C under intensive sunlight. The heated air is further passed through the opening 18, the fan 11 and the exhaust opening 16 into the room. Air can be drawn into the solar ventilation and tempering windows 1 in three ways. A suction port 13 is used for mere room air tempering. For maximum ventilation and maximum tempering, the suction port 14 is suctioned, and a suction port 15 is used for maximum ventilation and minimum tempering or cooling. The selected function is set using the shutters 19, 20, 21 and 22 with a continuously varying closure to close the intake openings 13, 14, 15 and the exhaust opening 16. Using a commercially available regulator 28 and a sensor housed in the heat absorption chamber 8, the ventilator 11 is switched off as the maximum room temperature is reached, thus, even when the temperature of the air in the heat absorption chamber drops below the set temperature limit of the air supplied to the room through the exhaust port 16.

Solární větrací a temperovací okno 1 lze s výhodou používat v místnostech s běžnými okny. Solární větrací a temperovací okno 1 lze použít i v místnostech, kde jiná okna nejsou. V tomto případě je výhodné dvoukřídlové solární větrací a temperovací okno nebo jednokřídlové solární větrací a temperovací okno rozdělené okenním sloupkem 25 na část s okenní výplní 5 a část zasklenou izolačním sklem 24.The solar ventilation and tempering window 1 can advantageously be used in rooms with conventional windows. The solar ventilation and tempering window 1 can also be used in rooms where there are no other windows. In this case, a double-leaf solar ventilation and tempering window or a single-wing solar ventilation and tempering window divided by a window pillar 25 into a part with a window panel 5 and a part glazed with insulating glass 24 is preferred.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Řešení podle vynálezu lze rovněž využít zejména u dveří, dále fasád průmyslových objektů, zimních zahrad a u oken a dveří pro větrání a temperaci místností chalup a rekreačních objektů, kluboven, karavanů, zahradních domků, sklepních prostor, chodeb, skladovacích prostor, a to i v oblastech bez elektrifikace.The solution according to the invention can also be used especially for doors, facades of industrial buildings, conservatories and for windows and doors for ventilation and temperature control of rooms of cottages and recreational buildings, clubrooms, caravans, garden houses, cellars, corridors, storage areas. areas without electrification.

Claims

PATENT CLAIMS

A solar ventilating and tempering window (1) consisting of a frame (2) or a frame (2) and at least one sash (3), a window panel (5) mounted in a frame (2) or sash (3) by means of glazing moldings (4), a fan (11), a protective filter (27) of the suction port (13, 14, 15), a protective filter (26) of the exhaust port (16), and a regulator (28) in the thermal insulation wall (6), in that the window panel (5) is formed by a thermal insulating wall (6), a preheating chamber (7), a thermal absorption chamber (8), a photovoltaic cell (9), a light-transmitting plate (10), ) or on the side of the window panel (5) or in the thermal insulation wall (6) and on the side of the window panel (5) there is at least one suction opening (13, 14, 15) and in the thermal insulation wall (6) there is at least one exhaust an opening (16) opening into the interior.

-3 CZ 304513 B6

Solar ventilation and tempering window (1) according to claim 1, characterized in that the heat absorption chamber (8) is provided with an absorption wall (12) with at least one through hole (17) and at least one further hole (18).

Solar ventilation and tempering window (1) according to claim 1, characterized in that the suction openings (14, 15) are located on the side of the window panel (5) on the side of the window handle (23) of the sash (3).

Solar ventilation and tempering window (1) according to claim 1, characterized in that at least one of the suction openings (13, 14 and 15) is provided with a closure (19, 20, 21).

Solar ventilation and tempering window (1) according to claim 1, characterized in that the exhaust opening (16) has a closure (22).

Solar ventilation and tempering window (1) according to claim 1, characterized in that at least one sash (3) is fitted with a window panel (5) and the at least one other sash (3) is fitted with insulating glass (24).

Solar ventilating and tempering window (1) according to claim 1, characterized in that the at least one sash (3) is divided by at least one window post (25) into at least two parts, the window panel (5) in one part and in the second or further parts there is insulating glass (24).

Solar ventilation and tempering window (1) according to claim 1, characterized in that the heat insulating wall (6) is formed by a sandwich plate.