RU2223451C2

RU2223451C2 - Wall panel of building

Info

Publication number: RU2223451C2
Application number: RU2002106153/06A
Authority: RU
Inventors: Б.Д. Бабаев; В.Н. Данилин
Original assignee: Дагестанский государственный университет
Priority date: 2002-03-06
Filing date: 2002-03-06
Publication date: 2004-02-10

Abstract

FIELD: civil engineering. SUBSTANCE: invention relates to solar energy engineering and provides increase of accumulating capacity and independent control of heat condition of building. It can be used in heat supply systems of buildings. Proposed wall panel includes outer wall made of light transparent material and filled with phase transition heat accumulating material, for instance Na₂SO₄10H₂O with melting point of 24-32^oC, ΔH_m=250kJ/kg which plays the part of protective screen becoming transparent for sun rays at melting and non-transparent at crystallization, thus decreasing heat losses. Said panel is in contact at one side with heat- absorbing accumulating inner wall and at other side, with air channel through which circulation of air in provided by control of degree of opening of gate by means of temperature controller. EFFECT: improved heat supply of buildings. 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области физики, а точнее к гелиотехнике, и позволяет повысить аккумулирующую способность и обеспечить автономное регулирование теплового режима здания, может быть использовано в системах теплоснабжения зданий.The present invention relates to the field of physics, and more specifically to solar engineering, and allows to increase the storage capacity and to provide autonomous regulation of the thermal regime of the building, can be used in heating systems of buildings.

Известна солнечная панель здания [1], содержащая светопрозрачное покрытие и размещенный за последним теплоаккумулирующий элемент с вертикальным воздушным каналом, образованным наружной лучепоглащающей и внутренней теплопередающей стенками, в верхней и нижней частях внутренней стенки выполнены отверстия, сообщающие канал с помещением здания, при этом в нижнем отверстии установлена регулирующая заслонка, в которой с целью повышения аккумулирующей способности и обеспечения регулирования теплового режима здания в воздушном канале установлены капсулы, заполненные теплоаккумулирующим веществом, наружная лучепоглащающая стенка выполнена полой и разделена по высоте перегородкой, образующей в полости замкнутый контур, заполненный жидкостью, причем в верхней части контура установлен регулирующий клапан, корпус которого разделен подвижной мембраной со штоком на две герметичные воздушные камеры, одна из которых расположена со стороны жидкостного контура, а другая - со стороны воздушного канала.Known solar panel of the building [1], containing a translucent coating and placed behind the last heat-accumulating element with a vertical air channel formed by the external beam-absorbing and internal heat transfer walls, holes are made in the upper and lower parts of the inner wall communicating the channel with the building, while in the lower a regulating flap is installed in the hole, in which, in order to increase the accumulating ability and ensure the regulation of the thermal regime of the building in the air channel capsules filled with heat-accumulating substance have been renewed, the outer beam-absorbing wall is hollow and divided by height by a partition, which forms a closed loop filled with liquid in the cavity, and a control valve is installed in the upper part of the loop, the housing of which is divided by a movable membrane with a rod into two sealed air chambers, one of which is located on the side of the liquid circuit, and the other on the side of the air channel.

Недостатком этого изобретения является сложность конструкции и низкая теплоаккумулирующая способность.The disadvantage of this invention is the design complexity and low heat storage ability.

Наиболее близкой по технической сущности является солнечная панель здания [2], содержащая основание, зачерненную теплоаккумулирующую стену с выступами, имеющую вертикальные сквозные каналы, установленное перед стеной с зазором светопрозрачное покрытие и размещенный в последнем подвижный защитный экран, закрепленный одним концом на барабане. Поверхности выступов образованы пересечением двух вогнутых плоскостей и распылителя. В верхней и нижней зонах зазора установлены соответственно распылитель и сборник жидкости. Панель также дополнительно содержит два гидроцилиндра, установленных перед светопрозрачным покрытием, и выжимное устройство.The closest in technical essence is the solar panel of the building [2], containing a base, a blackened heat-accumulating wall with protrusions, having vertical through channels, a translucent coating installed in front of the wall with a gap and a movable protective screen placed at the end, fixed at one end to the drum. The surfaces of the protrusions are formed by the intersection of two concave planes and a spray. In the upper and lower zones of the gap, a spray and a liquid collector are installed, respectively. The panel also further comprises two hydraulic cylinders installed in front of the translucent coating, and a release device.

Недостатком известной солнечной панели является низкая теплоаккумулирующая способность (только за счет теплоемкости материала теплоаккумулирующей стенки), регулирование теплового режима в здании слишком сложным устройством подъема и опускания защитного экрана.A disadvantage of the known solar panel is the low heat storage capacity (only due to the heat capacity of the material of the heat storage wall), regulation of the thermal regime in the building by a too complicated device for raising and lowering the protective screen.

Задача изобретения - упростить и улучшить теплоснабжение зданий.The objective of the invention is to simplify and improve the heat supply of buildings.

Технический результат - повышение аккумулирующей способности и упрощение процесса регулирования теплового режима здания.The technical result is an increase in storage capacity and simplification of the process of regulating the thermal regime of the building.

Технический результат достигается тем, что наружная часть теплоаккумулирующей стенки выполнена из светопрозрачной пленки и заполнена фазопереходным теплоаккумулирующим материалом и выполняет роль защитного экрана, становясь то прозрачной для солнечных лучей при плавлении, то непрозрачной, и уменьшает тепловые потери - при кристаллизации, контактирует с одной стороны с теплоемкостной аккумулирующей внутренней стеной, а с другой - с воздушным каналом, циркуляция воздуха через который осуществляется регулированием степени открытости терморегулируемой заслонки терморегулятором.The technical result is achieved by the fact that the outer part of the heat-accumulating wall is made of a translucent film and is filled with a phase-transition heat-accumulating material and acts as a protective screen, becoming either transparent to sunlight during melting, or opaque, and reduces heat loss - during crystallization, it contacts on one side with heat-storage accumulating inner wall, and on the other - with an air channel, air circulation through which is controlled by the degree of openness ermoreguliruemoy flap thermostat.

На чертеже показана стеновая панель здания, включающая двойное светопрозрачное покрытие 1, теплоаккумулирующую стенку 2, заполненную фазопереходным теплоаккумулирующим материалом, например Na₂SO₄·10H₂O с температурой плавления 24-32°С, ΔН_пл.=250 кДж/кг, внутреннюю плоскую стенку 3 с емкостным теплоаккумулирующим материалом. В верхней и нижней частях стенок выполнены отверстия 4 и 5, в которых установлены терморегулируемые заслонки 6 и 7. Панель имеет нижнее 8 и верхнее 9 ограждения. Теплоноситель поступает через входное отверстие 4 и отводится через выходное отверстие 5, проходя через канал 10. Заслонки регулируются терморегулятором (биметаллическая спираль) 11.The drawing shows a wall panel of a building, including a double translucent coating 1, a heat-accumulating wall 2, filled with a phase-transition heat-accumulating material, for example Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O with a melting point of 24-32 ° C, ΔН _pl. = 250 kJ / kg, inner flat wall 3 with capacitive heat storage material. Holes 4 and 5 are made in the upper and lower parts of the walls, in which thermostatic dampers 6 and 7 are installed. The panel has lower 8 and upper 9 guards. The coolant enters through the inlet 4 and is discharged through the outlet 5, passing through the channel 10. The dampers are regulated by a temperature regulator (bimetallic spiral) 11.

Конкретный пример выполнения.A specific example of execution.

Лучистая энергия, проникая сквозь прозрачное двойное покрытие 1, попадает на теплоаккумулирующую стенку 2, заполненную фазопереходным теплоаккумулирующим материалом, и нагревает его до температуры плавления и выше. При плавлении последняя становится прозрачной для солнечных лучей и, проходя, они греют внутреннюю емкостную теплоаккумулирующую стенку 3. Воздух, нагреваемый стенкой 2, поднимается по каналу 10 и выходит из выходного отверстия 5 в помещение, а на его место поступает холодный воздух через входное отверстие на уровне пола 4. Таким образом, осуществляется циркуляция воздуха и обогрев помещения. Если воздух в помещении нагревается выше допустимой температуры, то регулирующие терморегулятором 11 заслонки 6 и 7 закрываются, солнечные лучи нагревают и расплавляют фазопереходный материал стенки 2 и часть солнечной энергии проходит через стенку 2 к внутренней теплоаккумулирующей стенке 3 и, нагревая их, накапливается в них. В ночное и пасмурное время воздух в помещении нагревается сначала от стенки 2 при открытых заслонках, затем и от стенки 3 при закрытых заслонках. Из-за плотного контакта стенок 2 и 3 тепло от стенки 2 при закрытых заслонках меньше теряется и передается стенке 3 и в помещение. Далее стенка 2 претерпевает фазовый переход - кристаллизацию и служит защитным экраном (теплоизоляцией) для внутренней стенки 3. Регулирование температуры воздуха в помещении осуществляется за счет регулирования степени циркуляции воздуха через канал 10 путем большего или меньшего открытия заслонок 6 и 7, управляемых терморегулятором 11. При повышении температуры воздуха в помещении заслонка под действием терморегулятора прикрывается и за счет тепла в помещении материал стенки 2 плавится, при понижении температуры заслонки открываются.Radiant energy, penetrating through a transparent double coating 1, enters the heat-accumulating wall 2, filled with phase-transfer heat-accumulating material, and heats it to a melting point and above. When melting, the latter becomes transparent to sunlight and, passing, they heat the internal capacitive heat-accumulating wall 3. The air heated by the wall 2 rises through channel 10 and leaves the outlet 5 into the room, and cold air enters its place through the inlet to floor level 4. Thus, air circulation and space heating are carried out. If the air in the room is heated above the permissible temperature, the shutters 6 and 7 that regulate the thermostat 11 are closed, the sun's rays heat and melt the phase-transition material of the wall 2 and part of the solar energy passes through the wall 2 to the internal heat-accumulating wall 3 and accumulates in them. At night and overcast, the air in the room is heated first from the wall 2 with the shutters open, then from the wall 3 with the shutters closed. Due to the tight contact of walls 2 and 3, heat from the wall 2 with the shutters closed is less lost and transferred to the wall 3 and to the room. Further, the wall 2 undergoes a phase transition - crystallization and serves as a protective screen (thermal insulation) for the inner wall 3. The air temperature in the room is controlled by controlling the degree of air circulation through the channel 10 by opening the shutters 6 and 7, controlled by thermostat 11, more or less. as the air temperature rises in the room, the flap closes under the action of the thermostat and, due to the heat in the room, the wall material 2 melts, when the temperature decreases, the flaps open.

Предлагаемое изобретение обеспечивает уменьшение тепловых потерь, увеличивает теплоаккумулирующую способность за счет фазового перехода, так как энтальпия плавления кристаллогидратов и других солей больше, чем теплоемкости применяемых материалов, предохраняет здание от перегрева, и сама теплоаккумулирующая стенка с фазопереходным теплоаккумулирующим материалом служит защитным экраном и упрощает схему автономной работы его. При плавлении фазопереходного материала стенка прозрачна для солнечных лучей - экран открыт, при кристаллизации стенка не прозрачна, служит теплоизолятором - экран закрыт.The present invention provides a reduction in heat loss, increases the heat storage capacity due to the phase transition, since the melting enthalpy of crystalline hydrates and other salts is greater than the heat capacity of the materials used, protects the building from overheating, and the heat storage wall with phase-transfer heat storage material serves as a protective screen and simplifies the autonomous circuit his work. When melting a phase transition material, the wall is transparent to sunlight - the screen is open, when crystallizing, the wall is not transparent, serves as a heat insulator - the screen is closed.

Источники информацииSources of information

1. В.А. Халюткин. Солнечная панель здания. Авторское свидетельство № 1601472, F 24 J 2/42, бюл. № 39, 1990 г.1. V.A. Khalyutkin. Solar panel of the building. Copyright Certificate No. 1601472, F 24 J 2/42, bull. No. 39, 1990

2. Т.Н. Старкова, П.Н. Старков, Г.Б. Устинов. Солнечная панель здания. Авторское свидетельство № 1548618, F 24 J 2/42, бюл. № 9, 1990 г.2. T.N. Starkova, P.N. Starkov, G.B. Ustinov. Solar panel of the building. Copyright Certificate No. 1548618, F 24 J 2/42, bull. No. 9, 1990

Claims

A wall panel of a building containing a heat storage wall, a translucent coating, characterized in that the heat storage wall is filled with phase-transition heat-storage material, in the upper and lower parts of which holes are made in which thermostatic dampers are installed.