DE2838422A1

DE2838422A1 - Ventilated double window screen solar heat collector - has pane or foil, coated or coloured, for partial energy absorption and translucency building heating

Info

Publication number: DE2838422A1
Application number: DE19782838422
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Koester
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-09-02
Filing date: 1978-09-02
Publication date: 1980-03-20

Abstract

The double window is designed to absorb radiated energy, for supply of heat (13) to an interviewing space (12), which can be ventilated. There are one or more air intake and outlet openings, to and from the interior. Absorption is achieved by a unit which is partially radiant energy absorbent and partially translucent, involving generation by coating (14) or colouring a glass pane or foil sheet. It may also function as a sun screen, and become darkened in dependence on intensity of radiation. This is simple, and has no serious view obstructing or darkening effect.

Description

SONNENKOLLEKTQRFENST ERSUN COLLECTIVE FENST ER

SONNENKOLLEKTöRFENT ER' Die Erfindung betrifft Sonnenkollektordoppelfenster zur Gewinn nung von Sonnenenergie mit einer Strahlungsenergieabsorbtionsmaßnahme zur Abgabe von Wärme energie an einen belüftbaren Zwi= schenraum und mindestens einer ZuluSt- sowie mindestens einer Abluftöffnung zum Ein- und Abführen von Luft in bzw. aus dem Innen- und/oder Außenraum.SONNENKOLLEKTÖRFENT ER 'The invention relates to solar collector double windows for the generation of solar energy with a radiation energy absorption measure for the transfer of heat energy to a ventilated intermediate space and at least an inlet and at least one exhaust air opening for introducing and discharging air in or out of the interior and / or exterior.

Es ist bekannt, Sonnenkollektordoppelfenster miv einem Jalousie: kollektor zur Gewinnung der Sonnenenergie zu versehen und die freiwerdende Energie durch einen Luftstrom dem Innenraum zur Beheizung zuzuführen oder die Auftriebswirkung der warmen Luft zum Absaugen, d.h, zur gezielten Entlüftung des Innenraumes zu verwenden.It is known to use solar collector double windows with a blind: collector to provide for the production of solar energy and the released energy through a Air flow to the interior for heating or the buoyancy effect of the warm Use air for suction, i.e. for targeted ventilation of the interior.

Der Nachteil von Jalousiekollektoren oder vergleichbaren Ab= sorbtionssystemen ist erstens die Sichtbehinderung und zwei tend die Verdunklung die derartige Einrichtungen mit sich brin= gen. Die Jalousiekollektoren ermöglichen nur durch einen er heblichen Aufwand an Steuerungsmechanismen zu r Drehung der La= mellenflächen eine Feinabstufung der Strahlungsdurchlässigkeit und sind im wesentlichen nur bei direkter Sonneneinstrahlung zu verwenden. Die Steuerungsmechanismen sind eine kosteninten sive und störanfällige Maßnahme.The disadvantage of shutter collectors or comparable absorption systems The first is the obstruction of view and the second is the darkening of such facilities bring with it. The blind collectors only allow a substantial Expenditure on control mechanisms for the rotation of the lamella surfaces a fine gradation the radiation permeability and are essentially only in direct sunlight to use. The control mechanisms are costly and prone to failure Measure.

Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, ein Sonnen= kollektorfenster so ZU gestalten, daß durch die Absorbtions maßnahme nur eine unerhebliche Sichtbehinderung und Verdunk= lung erfolgt, In einer Weiterentwicklung stellt sich die Er= findung zur Aufgabe, die Absorbtionsmaßnahme so auszubilden, daß sich die Absorbtionsfähigkeit und damit der Verdunklungs= effekt (Sonnenschutz) in Abhängigkeit von der Strahlungsinten sität selbstständig regelt, so daß keinerlei technische Vor= richtungen zur Steuerung der Absorbtionsmaßnahme erforderlich sind, Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Strah: lungsenergieabsorbtionsmaßnahme eine teil-strahlungsenergieab= sorbierende und teil-lichtdurchlässige Maßnahme ist und durch Beschichtung oder Einfärbung einer Scheibe oder Folie erzeugt wird.The invention has therefore set itself the task of a sun = collector window TO be designed in such a way that the absorption measure only insignificantly obstructs the view and darkening takes place, the invention is a further development to the task of training the absorption measure so that the absorption capacity and thus the darkening effect (sun protection) depending on the radiation inks sity regulates itself, so that no technical devices for control the absorption measure are required, this object is achieved according to the invention solved that the radiation energy absorption measure a partial radiation energy absorption sorbing and partially translucent measure is and through Coating or coloring of a pane or film is produced.

Durch die strahlunFsenergieabsorbierende Ausbildung einer Fo= lie oder einer Scheibe wird diese erwärmt und gibt die ärme= energie durch Strahlung und llarmedbergang an die Luft ab.Due to the radiation energy-absorbing formation of a film or a pane of glass is heated up and emits the poor energy through radiation and llarmed transition to the air.

Die strahlungsenergieabsorbierende Beschichtung wird bei Süd fassaden oder in Ländern, in denen überwiegend zu kühlen ist auf der zum Innenraum gelegenen Seite des hinterlüfteten Zwi= schenraumes aufgebracht, so daß keine Wärmebelastung des In= nenraumes entsteht. Bei Räumen hinter Passaden die überwiegend zu heizen sind, ist die strahlungonergieabsorbierende Be= schichtung auf der zumInnenraum gelegenen Seite aufzubringen (Fig. 1). Die von der Scheibe absorbierte Energie wird in die sem Fall in den Innenraum geleitet. Die Scheibe wirkt als würmestrahlende Pläche.The radiation-absorbing coating is used for south facades or in countries in which cooling is predominant on the interior space Side of the ventilated intermediate space applied so that no heat load of the interior is created. In the case of rooms behind passades that are mainly to be heated is the radiation non-energy absorbing coating on the interior to apply located side (Fig. 1). The energy absorbed by the disc will in this case passed into the interior. The disc acts as a worm-radiating one Puddle.

Eine besonders vorteilhafte AusfUhrungsart besteht in der An= ordnung einer strahlungsenergjieabsorbierenden Folie oder Scheibe innerhalb des belüftbaren Zwischenraumes, so daß die Wärmeüber= gangsverluste zum Innen- und Außenraum gering werden.A particularly advantageous embodiment consists in the arrangement a radiation energy absorbing film or disc within the ventilatable Space, so that the heat transfer losses to the interior and exterior space are low will.

Die strahlungsenergieabsorbierende Maßnahme ist eine Einfärbung oder Pigmentierung des Glases bzw. der Folie,oder sie ist eine Beschichtung, die durch Aufdampfen auf die Scheibeloder durch Aufziehen einer strahlungsenergieabsorbierenden Folie erfolgt.The radiation energy-absorbing measure is a coloring or pigmentation of the glass or the film, or it is one Coating that takes place by vapor deposition on the pane or by pulling on a film that absorbs radiation energy.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, die absorbierende Maßnahme so nuoubilden, daß sie sich in Abhängigkeit von der Strahlunointensität verdunkelt.Damit er:: folgt eine automatische Reglung des Sonnenkollektorfensters, insbesondere bezüglich der durch die absorbierende Beschich= tung bewirkten Verdunklung des Innenraumes. Die Lichtempfind= lichkeit stellt also unter Ausnutzung der anfallenden Wärme= energie für den Energiehaushalt eines Gebäudes gleichzeitig eine Maßnahme zur Erzeugung eines konstanten Tageslichtquo= tienten im Innenraum dar.A particular embodiment of the invention consists in the absorbent Measure in such a way that it depends on the intensity of the radiation So that:: the solar collector window is automatically regulated, in particular with regard to the darkening caused by the absorbent coating of the interior. The photosensitivity therefore makes use of the resulting Heat = energy for the energy balance of a building at the same time a measure to generate a constant daylight quotient in the interior.

Um einerseits die Wärmeabgabe der im belüftbaren Zwischenraum zu gewinnenden J''nergie und andererseits die Wärme= abstrahlung vom Innenraum nach außen zu vermindern, sieht eine erfilldungsgentnße Weiterentwicklung vor, im Innen- und/oder Außenfensterbereich Infrarotrefleionsspiegel anzuordnen.On the one hand, the heat dissipation to be gained in the ventilated space To reduce energy and, on the other hand, the heat radiation from the interior to the outside, provides for a further development in accordance with the invention, in the interior and / or exterior window area Arrange infrared reflecting mirror.

Die Piguren verdeutlichen das Wirkungsprinzip. Sie zeigen einen Schnitt durch das Sonnenkollektordoppelfenster "m Bereich der Fensterscheiben mit schematischer Angabe des Strahlendurch= gange, der Strahlenabsorbtion und den Reflexionsverlusten. In Fig. 1 ist die Absorberschicht auf der zuminnenraum gelegenen Scheibe aufgebracht. In Fig. 2 ist die absorbierende Beschichtung auf der zum Außen raum gelegenen I§olierverglasung aufgebracht. Die Innensowie die äußere Scheibe der Isolierverglasung ist mit einer selektiven Beschichtung versehen.In Fig. 3 ist im belüftbaren Zwischenraum eine strahlungsenergieab= sorbierende Folie angeordnet. Der belüftbare Zwischen= raum ist inseitig mit Infrarotspiegeln versehen. In Fig. 4 wird der belüftbaro Zwischenraum durch Infrarotspiegel= folien gebildet.The Piguren clarify the principle of action. They show a cut through the solar collector double window "m area of the window panes with schematic Specification of the radiation passage, the radiation absorption and the reflection losses. In Fig. 1, the absorber layer is applied to the pane facing the interior. In Fig. 2, the absorbent coating is on the I§olierverglasung to the outside space upset. The inner and outer panes of the double glazing are equipped with a selective coating. In Fig. 3 there is a Radiation energy absorbing film arranged. The ventilated space is provided with infrared mirrors on the inside. In Fig. 4 the ventable space is formed by infrared mirrors = foils.

Fig. 1 zeigt das Doppelfenster mit einer zum Außenraum gelegenen Isolierverglasung 10 und einer Einfachverglasung 11 zum Innen= raum. Zwischen Außenfenster 10 und Innenfenster 11 ist ein Luft= raum 12 angeordnet, der zur Abführung der anfallenden Wärmeener= gie 13 dient. Die absorbierende Beschichtung 14 ist auf der In= nenfensterscheibe 11 aufgebracht. Die von außen anfallende Son= nenstrahlung strahlt mit geringen Reflexionsverlusten 15 durch die Isolierverglasung 10 und wird zu einem bestimmten Prozent= satz an der Innenscheibe 11 absorbiert und in Wärmeenergie 13, 16 umgesetzt. Der nichtabsorbierte Strahlungsanteil 17 fällt in den Innenraum. Infolge der Strahlungsabsorbtion erwärmt sich die Scheibe wie die Schlangenlinie 18 andeutet und strahlt einen Teil der Wärmeenergie 16 nach Innen und in den Zwischenraum 12 ab. Der Wärmeanteil 16 wird dem Innenraum direkt, der Wärmean= teil 13 durch Luftzirkulation zugeführt. Um die nächtlichen Wärmeabstrahlungsverluste zwfl Außenraum zu mindern, kann auf der Scheibe 11 vorteilhafterweise auf der Innenraumseite eine Infrarotreflexionsschicht aufgebracht werden.Fig. 1 shows the double window with an insulating glazing facing the exterior 10 and a single glazing 11 to the interior = space. Between the outer window 10 and Inside window 11, an air space 12 is arranged, which is used to discharge the accumulating Heat energy = energy 13 is used. The absorbent coating 14 is on the inner window pane 11 applied. The solar radiation from outside has a low level of radiation Reflection losses 15 through the insulating glazing 10 and becomes a certain Percentage = the rate absorbed on the inner pane 11 and converted into thermal energy 13, 16. The unabsorbed radiation portion 17 falls into the interior. As a result of radiation absorption the disc heats up as indicated by the serpentine line 18 and radiates a part of the thermal energy 16 inwards and into the space 12. The proportion of heat 16 is the interior directly, the heat = part 13 is supplied by air circulation. To the nocturnal To reduce heat radiation losses in the outdoor area, can advantageously have an infrared reflective layer on the pane 11 on the interior side be applied.

Figur 2 stellt eine grundsätzliche Alternative dar. IIier wird der größte Teil der absorbierten Energie im Luftraum 12 abge= führt, indem die absorbierende Beschichtung 14 auf der zum Luft raum 12 gelegenen Seite der Isolierverglasung aufgebracht ist.Figure 2 shows a basic alternative. IIier is the Most of the absorbed energy in the air space 12 is removed by the absorbing Coating 14 is applied to the side of the double glazing located on the air space 12 is.

Der Isolierraum 19 wird durch den Strahlungsanteil 20 gering= fügig aufgeheizt. Um die Wärmestrahlung in den Außenraum gering zu halten, wird die äußere Isolierglasscheibe einseitig selek= tiv 21 beschichtet,so daß es zu einer Wärmerückstrahlung zum Innenraum kommt. Um eine unkontrollierte Wärmebelastung des In= nenraumes zu vermeiden, wird die Scheibe 11 auf der zum Luft= raum 12 gelegenen Seite ebenfalls selektiv 21 beschichtet. Es Ist aIe'cne1Oe(gestranIte EE una von aer reiiei;ierenaen Be= schichtung abgestrahlte Wärmeenergie 23 dargestellt. Das Sonnen: kollektordoppelfenster ist damit als Wärmekäfig ausgebildet.The insulating space 19 is slightly heated by the radiation component 20. In order to keep the heat radiation into the outside space low, the outer insulating glass pane is coated on one side selectively 21 so that heat is reflected back to the inside space. In order to avoid uncontrolled heat loading of the interior, the pane 11 is also selectively coated 21 on the side facing the air space 12. It Is shown aIe'cne1Oe (striated EE and heat energy 23 radiated by air from the outer coating. The solar collector double window is thus designed as a heat cage.

Die Ausbildung zui Wärmekäfig ermöglicht eine vollkommene Kon= trolle der Wärmeein- und Wärmeabstrahlung mit dem besonderen Vorzug, die an der Fassade eingestrahlte Überschussenergie an einen beliebigen Verwendungsort - also beispielsweise auf die Schattenseite eines Gebäudes abzuführen.Training as a heat cage enables complete control the heat irradiation and radiation with the special advantage that on the facade Radiated excess energy to any place of use - for example lead to the shady side of a building.

In Figur 3 ist innerhalb des belüftbaren Zwischenraumes eine strahlungsenergieabsorbierende folie 25 angeordnet Dies ist von Vorteil, da die in den Figuren 1 und 2 vorhandene Wärme:: leitung der Glasscheiben in die Ralunen verhindert ist. AuBer= dem vergrößert sich die Fläche zur Energieabgabe um das Dop= pelte, da die Luftströmung von beiden Seiten der Folie angrei= fon kann. Außerdem verbessert sich die Isolationsfähigkeit des Fensters, da sich z.B. nachts, wenn eine Luftumwälzung nicht stattfindet ein zusätzlicher Luftisolationsraum ausbil= det. Der belüftbare Zwischenraum 12.1 und 12.2 ist an der In= nenscheibe 11 und an der Isolierverglasung 10 mit je einem Infrarotreflexionsspiegel 21 vorsehen.In FIG. 3 there is a radiation-energy-absorbing space within the ventilable intermediate space Foil 25 arranged. This is advantageous because the one present in FIGS Heat :: conduction of the glass panes into the Ralunen is prevented. Besides = that enlarged The area for the energy release doubles as the air flow from both Sides of the foil can be attacked. In addition, the insulation capacity improves of the window, because e.g. at night when there is no air circulation additional air insulation space is formed. The ventilable intermediate space 12.1 and 12.2 is on the inner pane 11 and on the insulating glazing 10, each with an infrared reflecting mirror 21 provide.

Figur 4 zeigt eine Alternativlösung zu Figur 3. Der belüftbare Zwischenraum 12.1 und 12.2 wird durdh Infrarotreflexionsfolien 26 gebildet. Es ist selbstverständli4, daß an Stelle einer strahlungsenergieabsorbi erenden Folie7eine Glasscheibe angeord= net werden kann. Dies kann von Vorteil sein, da diese einfacher als eine Folie zu reinigen ist.FIG. 4 shows an alternative solution to FIG. 3. The ventable intermediate space 12.1 and 12.2 are formed by infrared reflective sheets 26. It goes without saying that instead of a film 7 absorbing radiation energy, a glass pane is arranged can be net. This can be beneficial as this is easier than a slide too clean is.

Claims

SONNENKOLLEKTOR.ERSTRD -PATENT CLAIMS: 1. Solar collector double window for the generation of solar energy with a radiation energy absorption measure for Transfer of thermal energy to a ventilated space and at least one supply air and at least one exhaust air opening for introducing and discharging air into and out of the Indoor and / or outdoor space, characterized in that the beam energy absorber = tion measure a partially radiant energy absorbing and partially translucent Measure is and produced by coating or coloring a pane or film will.

2. Plant according to claim 1, characterized in that the beam Lung energy absorbing measure on the one facing the interior and / or the one facing the exterior but located window delimiting the ventilatable intermediate space is. (Fig. 1 and 2)

3. Plant according to claim 1, characterized in that the radiation energy absorbing Measure is arranged within the amount ble space. (Fig. 3 and 4)

4. Plant according to claim 1, characterized in that the radiation energy absorbing radiation Coating is to be applied by vapor deposition.

5. Plant according to claim 1, characterized in that the beam Lung energy absorbing coating by applying a radiation energy absorbing coating Foil is generated.

6. Plant according to one or more of the preceding claims, characterized characterized in that the radiation energy-absorbing measure as sun protection acts and darkens depending on the radiation intensity.

7. Plant according to one or more of the preceding claims, characterized in that one or more discs or poles on the inner and / or the outer space side of the ventable intermediate space with infrared reflecting mirrors are provided.