Вікно “сонячне”
Номер патенту: 57621
Опубліковано: 10.03.2011
Автори: Багірова Олена Анатоліївна, Корнаракі Олександр Вікторович
Формула / Реферат
1. Вікно, що містить рами зі стеклами, закріпленими в коробці, додаткову раму і сонячний елемент, з'єднаний з механізмом повороту, акумулятором і блоком керування, яке відрізняється тим, що коробка містить не менше ніж 2 рами зі стеклами і розташований між ними у додатковій рамі селективно прозорий матеріал з низьким термічним опором, має у верхній і нижній частинах міжрам'я щілиноподібні отвори з клапанами, які утворюють разом зі стеклами зазор для циркуляції повітря та поєднують цей зазор з кімнатою і вулицею, а також між собою.
2. Вікно за п. 1, яке відрізняється тим, що стекла, виконані у вигляді триплексу, з'єднані теплоізолюючим матеріалом з добавкою, поглинаючою сонячне випромінювання в діапазоні 350-400 нм і трансформуючою її у видиму частину спектра - 410-450 нм, зовнішня сторона обох стекол містить низькоемісійні покриття, а внутрішня - покриття, поглинаючі інфрачервоні (ІЧ) промені.
3. Вікно за п. 1, яке відрізняється тим, що розташований між стеклами у додатковій рамі селективно прозорий матеріал складається з тонкої плівки, яка поглинає випромінювання у видимому спектральному діапазоні 410-500 нм та 600-700 нм, а також інфрачервоне випромінювання до 10 000 нм.
4. Вікно за п. 3, яке відрізняється тим, що селективно прозорий матеріал пропускає сонячне випромінювання у видимому спектральному діапазоні від 380 до 700 нм, є термохромним та змінює прозорість і колір пропорційно підвищенню температури понад 35 °С, пропускаючи лише зелене світло в діапазоні 530-580 нм.
5. Вікно за п. 4, яке відрізняється тим, що селективно прозорий матеріал містить або на нього нанесені термохромні матеріали, включені в матрицю з полівінілбутиралю, етилвінілацетату чи вінілового спирту, до складу яких входять солі нікелю і кобальту або міді чи ванадію.
6. Вікно за п. 2, яке відрізняються тим, що основу матеріалів, які з'єднують стекла у триплекс, складають етиленвінілацетат, полівінілбутираль, епоксидні та силіконові смоли з люмінісцентними добавками метил-, вініл- або фенілпохідних антрацену.
7. Вікно за п. 1, яке відрізняється тим, що воно має вентилятиляційний пристрій та датчики температури, а сонячні елементи розташовані на зовнішніх і/чи внутрішніх бокових поверхнях віконної рами.
Текст
1. Вікно, що містить рами зі стеклами, закріпленими в коробці, додаткову раму і сонячний елемент, з'єднаний з механізмом повороту, акумулятором і блоком керування, яке відрізняється тим, що коробка містить не менше ніж 2 рами зі стеклами і розташований між ними у додатковій рамі селективно прозорий матеріал з низьким термічним опором, має у верхній і нижній частинах міжрам'я щілиноподібні отвори з клапанами, які утворюють разом зі стеклами зазор для циркуляції повітря та поєднують цей зазор з кімнатою і вулицею, а також між собою. 2. Вікно за п. 1, яке відрізняється тим, що стекла, виконані у вигляді триплексу, з'єднані теплоізолюючим матеріалом з добавкою, поглинаючою сонячне випромінювання в діапазоні 350-400 нм і трансформуючою її у видиму частину спектра - 410-450 нм, зовнішня сторона обох стекол містить низькоемісійні покриття, а внутрішня - покриття, поглинаючі інфрачервоні (ІЧ) промені. 3. Вікно за п. 1, яке відрізняється тим, що розташований між стеклами у додатковій рамі селекти U 2 57621 1 3 ляцією [Патент UA 7641545, 01.05.2010, US 4702157, 10.1987]. Недоліками відомих пристроїв є те, що вони не використовують відбиту енергію взагалі, а отриману теплову енергію використовують нераціонально, що знижує їх ефективність. Найефективніші з них є складними у виготовленні і мають велику вартість. Найбільш близьким до корисної моделі, що заявляється за суттю і досягнутим результатом, є сонцезахисне вікно [Патент RU 2167989 С1, 05.27.2005], обране прототипом. Це вікно містить рами зі стеклами, закріпленими в коробці і додаткову раму з поляризованим склом, поєднану з механізмом його повороту, який має електродвигун з системою керування. Система керування містить сонцезахисний елемент, розташований на зовнішньому боці вікна і поєднаний з ним електрично через блок регулювання акумулятор, який через блок управління пов'язаний з електродвигуном. Блок управління додатково поєднаний з фотоелементом, розташованим на зовнішньому боці вікна. Недоліками відомого сонячного вікна є зниження коефіцієнту пропускання світла поляризованим склом у максимумі видимості навіть за умов його фронтального розташування. До того ж, така конструкція вікна має малий термічний опір і тому не захищає будівлю від тепловтрат. Окрім цього, поляризоване скло масивне і, як наслідок, має складний та енергозатратний поворотний механізм і, відповідно, високу вартість. Запропонована корисна модель має з вікномпрототипом наступні спільні ознаки: - рами зі стеклами, закріплені в коробці; - додаткову раму; - систему керування; - сонячний елемент. Відмінними ознаками запропонованої корисної моделі і прототипу є те, що вона містить: - зовнішнє і внутрішнє низькоемісійні стекла у вигляді триплексу, який містить теплоізоляційний матеріал з добавками, який пропускає лише видиму частину спектру; - розташований між стеклами у додатковій рамі селективний чи фотохромний матеріал з низьким термічним опором, який пропускає видиму чи тільки зелену частину сонячного спектру; - щілеподібні отвори у верхній і нижній частинах коробки, які разом зі стеклами утворюють зазор для циркуляції повітря; - вентиляційний пристрій і датчики температури, які завдають режим і напрямок циркуляції повітря в зазорі між стеклами та між приміщенням і вулицею. Запропонована модель спрямована на вирішення наступних задач: - зниження тепловтрат у 2,5-2,8 рази за рахунок застосування триплексів та низько емісійних покриттів; - поглинання та концентрації надлишкової теплової енергії всередині зазору між стеклами з наступним керуванням потоками нагрітого повітря; економія енергії за рахунок їх залучення до системи обігрівання або попередження перегрівання приміщень шляхом видалення в навколиш 57621 4 нє середовище чи використання її для побутових потреб; - зниження енергозатрат шляхом застосування "розумного" термохромного матеріалу, який самостійно регулює прозорість, відтінок та інтенсивність забарвлення. Ця задача вирішується за допомогою пропонованої корисної моделі. 1. Вікно "Сонячне", що містить рами зі стеклами, закріпленими в коробці, додаткову раму і сонячний елемент, з'єднаний з механізмом повороту, акумулятором і блоком керування, яке відрізняється тим, що коробка містить не менш ніж 2 рами зі стеклами і розташований між ними у додатковій рамі селективно прозорий матеріал з низьким термічним опором, має у верхній і нижній частинах міжрам'я щілиноподібні отвори з клапанами, які утворюють разом зі стеклами зазор для циркуляції повітря та поєднують цей зазор з кімнатою і вулицею, а також між собою. 2. Вікно "Сонячне" за п. 1, яке відрізняється тим, що стекла, виконані у вигляді триплексу, з'єднані теплоізолюючим матеріалом з добавкою поглинаючою сонячне випромінювання в діапазоні 350-400 нм і трансформуючою її у видиму частину спектру - 410-450 нм; зовнішня сторона обох стекол містить низько емісійні покриття, а внутрішня поглинаючі інфрачервоні (ІЧ) промені. 3. Вікно "Сонячне" за п. 1, яке відрізняється тим, що розташований між стеклами у додатковій рамі селективно прозорий матеріал складається з тонкої плівки, яка поглинає випромінювання у видимому спектральному діапазоні 410-500 нм та 600-700 нм, а також ІЧ випромінювання до 10000 нм. 4. Селективно прозорий матеріал за п.3 у другому варіанті, який відрізняється тим, що він пропускає сонячне випромінювання у видимому спектральному діапазоні від 380 до 700 нм, є термохромним та змінює прозорість і колір пропорційно підвищенню температури понад 35°С, пропускаючи лише зелене світло в діапазоні 530580 нм. 5. Селективно прозорий матеріал за п. 4, який відрізняється тим, що він містить або на нього нанесені термохромні матеріали включені в матрицю з полівінілбутиралю, етилвінілацетату чи вінілового спирту, до складу яких входять солі нікелю і кобальту або міді чи ванадію. 6. Стекла за п. 2, які відрізняються тим, що основу матеріалів, які з'єднують їх у триплекс складають етиленвінілацетат, полівінілбутираль, епоксидні і силіконові смоли з люмінесцентними добавками метил-, вініл- або фенілпохідних антрацену. 7. Вікно "Сонячне" за п. 1, яке відрізняється тим, що воно має вентиляційний пристрій та датчики температури, а сонячні елементи розташовані на зовнішніх і/чи внутрішніх бокових поверхнях віконної рами. Застосування в нашій конструкції двох триплексів і світлопоглинаючої плівки, розташованої між ними, забезпечує максимальну концентрацію теплової енергії в центральній частині сонячного вікна. Це мінімізує конвективні, кондуктивні і проме 5 неві втрати теплової енергії при відсутності циркуляції повітря в склопакеті за умов перекриття його потоку. Завдяки розташуванню в склопакеті термохромної плівки, сонячне вікно збільшує світлопоглинання в умовах підвищеної інсоляції і температури, тим самим знижуючи затрати енергії на кондиціювання влітку, а в холодну пору року - затрати на обігрів. При цьому видимість в приміщенні практично не змінюється завдяки пропусканню зеленого світла, а решта біля 90% променів трансформуються у теплову енергію. Наявність між стеклами зазору, який поєднаний з приміщенням і вулицею через триходовий клапан, уможливлює повітряне охолодження плівки і внутрішньої поверхні стекол. Вентилятор у відповідності з показниками датчика температури через блок управління скеровує тепле повітря в потрібному напрямку. Причому, електрична енергія, яка потрібна для роботи вентилятора, заслінки клапана та шибера, постачається сонячними елементами й накопичується в акумуляторі, що додатково знижує енергозатрати. Технічний результат у конструкції Вікна "Сонячного" досягається внаслідок поглинання і акумуляції теплової енергії в середині склопакета та її транспортування в потрібне місце. Окрім того, конструкція сонячного вікна дозволяє використовувати його як повітряний сонячний колектор для підігрівання зовнішнього повітря, яке надходить у приміщення чи акумулюється. Вікно "Сонячне" працює наступним чином: На Фіг.1-4 зображена схема сонячного вікна, що містить триходові клапани (1) з фільтрами (2), 57621 6 шиберами (3) та заслонками (4) у верхній та нижній частинах вікна, які разом з міжстекольним простором і селективно поглинаючою плівкою (5) утворюють канал для циркуляції повітря (шлях проходження зображено стрілками). Селективні покриття (6, 7), розташовані на внутрішній поверхні триплексів (8), разом з плівкою поглинають сонячне випромінювання та нагрівають повітря, яке надходить всередину вікна через нижній клапан. Теплоізоляційні та низько емісійні покриття (9), які виконують роль теплового дзеркала запобігають тепловтратам через триплекс. Блок керування автоматично за допомогою вентилятора (10) або гравітаційно, згідно з показами датчиків температури (11) спрямовує потік повітря через верхній клапан у потрібному напрямку. Електричне живлення усіх систем керування здійснюється від сонячних елементів (12). Приклад 1. У холодну пору року найважливішими є варіанти циркуляції теплого повітря з кімнати в кімнату (Фіг.1, 4) або з вулиці для догріву повітря, яке надходить в кімнату (Фіг.1, 3). За цих умов між триплексами акумулюється в середньому біля 100-150 Вт/м2. Приклад 2. Для теплої пори року притаманні варіанти циркуляції теплого повітря (Фіг.2, 3) та (Фіг.2, 4), що дозволяє суттєво зменшити енергозатрати на кондиціювання. Вікно "Сонячне" затримує в середньому близько 500-600 Вт/м2. Надлишкове тепло може бути використане для господарчих потреб або закумульоване чи видалене в навколишнє середовище. 7 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 57621 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюWindow “sunny”
Автори англійськоюKornaraki Oleksandr Viktorovych, Bahirova Olena Anatoliivna
Назва патенту російськоюOkho "солнечное"
Автори російськоюКорнараки Александр Викторович, Багирова Елена Анатольевна
МПК / Мітки
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/4-57621-vikno-sonyachne.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Вікно “сонячне”</a>
Попередній патент: Ствол комбінованої подачі компактного струменя води та повітряно-механічної піни низької кратності
Наступний патент: Спосіб прогнозування ефективності емпіричної антибіотикотерапії інфекційно-запальних захворювань нижніх дихальних шляхів
Випадковий патент: Спосіб лікування виразкової хвороби шлунку та дванадцятипалої кишки