DE602004006316T2

DE602004006316T2 - Fensterladen mit einem eingebauten luft-sonnenenergie-umwandler

Info

Publication number: DE602004006316T2
Application number: DE602004006316T
Authority: DE
Inventors: Jean-Louis Canaletti
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-12-04
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2024-12-03
Also published as: EP1709279B1; PT1709279E; WO2005056966A1; ES2287802T3; ATE361412T1; DE602004006316D1; PL1709279T3; CY1106777T1; FR2863300A1; FR2863300B1; EP1709279A1

Description

Die vorliegende Erfindung hat einen schwenkbaren Ladenflügel für ein Gebäude zum Gegenstand, in den ein Luft-Sonnenkollektor integriert ist.
Die Bedeutung, die dem Energiesparen, insbesondere in Gebäuden beim Heizen von Wohnräumen, wenn die Außentemperatur unzureichend ist, zukommt, ist bekannt. Man ist in der Lage, die Sonnenenergie aufzufangen, indem Sonnenkollektoren verwendet werden, die im Allgemeinen auf der Bedachung der Gebäude angeordnet sind und in deren Innerem ein Wärmeträgerfluid fließt, das anschließend verwendet werden kann, um die Kalorien ins Innere der Wohnräume zu übertragen.
Es sind ebenfalls Luft-Solarwandler bekannt, in deren Innerem ein Kaltluftkreislauf erzeugt wird, der sich aufgrund der Solarenergie erwärmt, die durchscheinende oder durchsichtige Platten durchquert, welche einen Treibhauseffekt erzeugen.
Allgemein sind diese bei Gebäuden verwendeten Solarwandler- oder Sonnenkollektor-Vorrichtungen ortsfest auf Elementen des Gebäudes angebracht.
Aus der Druckschrift FR 2 487 485 ist auch ein schwenkbarer Ladenflügel bekannt, der einen Sonnenkollektor mit einem Kaltlufteinlass und mit einem Zirkulations- und Wärmeaustauschdurchgang für die Luft aufweist.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die Wirksamkeit solcher Sonnenkollektoren zu erhöhen und so den Wärmenutzungsgrad bezüglich des Heizens der Wohnräume innerhalb eines Gebäudes zu verbessern.
Zu diesem Zweck sieht die vorliegende Erfindung vor, einen Luft-Sonnenkollektor in einen schwenkbaren Ladenflügel zu integrieren, der an einer Fassade eines Gebäudes angebracht ist.
Der erfindungsgemäße schwenkbare Ladenflügel für ein Gebäude weist einen starren Rahmen auf und kann eine geöffnete Position gegen eine Mauer des Gebäudes und eine geschlossene Position vor einer verglasten Öffnung des Gebäudes einnehmen. Mindestens ein doppelseitiger Sonnenkollektor ist im starren Rahmen angebracht. Der Sonnenkollektor weist mindestens einen Kaltlufteinlass an jeder seiner Seiten und mindestens einen Zirkulations- und Wärmeaustauschdurchgang für die Luft auf. Der Durchgang steht mit einem flexiblen Mittel in Verbindung, das Warmluft in das Innere des Gebäudes leitet. Das flexible Mittel kann in Form eines flexiblen Schlauchs hergestellt sein, der mit einem seiner Enden an dem Fensterladen und mit seinem anderen Ende an einer fest mit dem Gebäude verbundenen und in dessen Inneres mündenden feststehenden Leitung angebracht ist.
Auf diese Weise wird die in den Sonnenkollektor eindringende Kaltluft erwärmt und ins Innere des Gebäudes geführt, unabhängig von der Position des Ladenflügels.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Ladenflügel außerdem einen Ventilator zur Zirkulation der Luft auf, der von einem Elektromotor angetrieben wird und im starren Rahmen angebracht ist. Die Zirkulation der Luft im Kollektor wird so verbessert.
Der Elektromotor kann vom Netz mittels einer biegsamen Verbindung mit elektrischem Strom gespeist werden, die den schwenkbaren Ladenflügel mit dem Gebäude verbindet. Ein Transformator kann, wenn nötig, vorgesehen werden. Gemäß einer bevorzugten Variante kann der Elektromotor von mindestens einem Paar photovoltaischer Module mit elektrischem Strom versorgt werden, die im starren Rahmen auf jeder der Seiten des Ladenflügels angebracht sind. Die Stromversorgung wird so unabhängig von der Position des Ladenflügels gewährleistet.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der doppelseitige Sonnenkollektor zwei durchsichtige Flächen und zwei Absorptionselemente auf, die im Inneren des Kollektors vor den durchsichtigen Flächen angeordnet sind, wobei die Anordnung zwei erste Luftdurchgänge, die jeweils mit einem der Lufteinlässe in Verbindung stehen, gefolgt von einem zweiten Luftdurchgang definiert, der über einen Sammler mit dem flexiblen Mittel in Verbindung steht.
Aufgrund dieser Struktur sind die Wärmeverluste begrenzt, da die im Kollektor zirkulierenden Luftströme eine Wärmeisolierung gewährleisten.
Die Kaltlufteinlässe sind vorteilhafterweise im unteren Teil des Kollektors und der Sammler im unteren Teil des starren Rahmens angeordnet.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein Mittel zum Halten des flexiblen Schlauchs unter mechanischer Spannung unabhängig von der Position des Ladenflügels vorgesehen. Auf diese Weise beeinträchtigt das Schwenken des Ladenflügels nicht die Form des flexiblen Schlauchs, der nach wie vor seine Aufgabe der Versorgung des Inneren des Gebäudes mit Warmluft wahrnimmt.
Der flexible Schlauch kann zum Beispiel an einem Ende einer an der feststehenden Leitung befestigten Feder angebracht sein, wobei der flexible Schlauch im Inneren eines Teils der feststehenden Leitung gleiten kann.
Der flexible Schlauch kann mittels eines fest mit dem flexiblen Schlauch verbundenen Rings an einem Ende der Feder befestigt sein.
Die Erfindung wird besser verstanden bei der Betrachtung eines nicht einschränkend zu verstehenden Beispiels, das unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben wird. Es zeigen:
1 eine Vorderansicht eines Fensters eines Gebäudes, die zwei schwenkbare Ladenflügel in geschlossener Position zeigt;
2 eine Vorderansicht analog zu 1, die das gleiche Fenster mit den zwei schwenkbaren Ladenflügeln in offener Position zeigt;
3 eine schematische Schnittansicht gemäß III-III der 1, die die innere Struktur eines der Ladenflügel zeigt;
4 eine schematische Schnittansicht gemäß einer waagrechten Ebene gemäß IV-IV der 2;
5 eine Schnittansicht analog zu 4 gemäß V-V der 1; und
6 eine Außenansicht gemäß F in 4.
Im in den Figuren dargestellten Beispiel besitzt die Fassade 1 eines Gebäudes ein doppeltes Fenster 2, das einen verglasten Teil 3 und einen starren Rahmen 4 aufweist. Jedes der Fenster 2 ist mit einem schwenkbaren Ladenflügel 5 ausgestattet, der in geschlossener Position in 1 und in geöffneter Position in 2 dargestellt ist. Jeder der Ladenflügel 5 kann so eine geöffnete Position gegen die Fassadenmauer 1 des Gebäudes (2) und eine geschlossene Position vor der verglasten Öffnung (1) einnehmen. Das Schwenken der Ladenflügel 5 wird von Scharnieren 5a gewährleistet. Jeder Ladenflügel 5 weist einen starren Rahmen 6 auf, in dessen Innerem ein doppelseitiger Sonnenkollektor 7 angebracht ist.
Wie man in 3 sehen kann, besitzt der Sonnenkollektor 7 zwei durchsichtige Flächen 8, 9, die aus Glas oder Synthetikmaterial wie Polycarbonat hergestellt sind. Die durchsichtige Fläche 8 befindet sich in der geschlossenen Position des Ladenflügels 5 zur Innenseite des Gebäudes hin, während die Fläche 9 sich nach außen hin befindet. Zwischen den zwei durchsichtigen Flächen 8, 9 sind zwei Absorptionselemente 10 angebracht, die in Form von zwei Metallplatten vorliegen, die mit einer dunklen Verkleidung versehen sind, zum Beispiel mit einer schwarzen Farbe, die die Sonnenstrahlung absorbiert.
Zwischen der Innenfläche 8 und einem der Absorptionselemente 10 wird ein Zwischenraum freigelassen, um einen aufwärts führenden Luftdurchgang 11 zu definieren. In gleicher Weise wird zwischen der Außenfläche 9 und dem Absorptionselement 10 ein Zwischenraum gelassen, um einen aufwärts führenden Luftdurchgang 12 zu definieren. Im unteren Teil jeder der durchsichtigen Flächen 8, 9 ist ein Kaltlufteinlass in Form eines Schlitzes 13, 14 ausgeführt, der die ganze Breite des Kollektors 5 einnimmt. In einer Variante könnten die Schlitze 13, 14 durch einzelne Öffnungen ersetzt werden.
Zwischen den zwei Absorptionselementen 10 wird ein Zwischenraum freigelassen, um einen zweiten Luftdurchgang 15 zu definieren, in dem die Luft sich nach unten bewegt. Die zwei aufwärts führenden Luftdurchgänge 11 und 12 stehen im oberen Bereich mit einer Verbindungszone 16 mit dem abwärts führenden Durchgang 15 in Verbindung.
Die von den durchsichtigen Flächen 8, 9 und den zwei Absorptionselementen 10 gebildete Anordnung ist im Rahmen 6 zwischen dem oberen Querbalken 6a und einem Zwischenquerbalken 6b mittels Schultern 17, 18 angebracht, die sich auf der Außenseite befinden. Auf der Innenseite wird der Einbau durch eine Glasleiste 19 vervollständigt.
Im dargestellten Beispiel sind zwei photovoltaische Module 20, 21, die auf der Innenseite bzw. der Außenseite angeordnet sind, ebenfalls ins Innere des Rahmens 6 des Ladenflügels 5 zwischen dem unteren Querbalken 6c und dem Zwischenquerbalken 6b integriert. Die zwei photovoltaischen Module 20, 21 haben die Form von dünnen Platten, die auf jeder der Seiten der Ladenflügel 5 einen Breitenbereich kleiner als die Breite der Sonnenkollektoren 7 einnehmen, wie man es in den 1 und 2 sehen kann. Der Abstand zwischen den zwei photovoltaischen Modulen 20 und 21 definiert eine Sammelkammer oder einen Sammler 22, der mit dem abwärts führenden Durchgang 15 in Verbindung steht und so die vom Kollektor 7 stammende Warmluft empfängt.
Die im Sammler 22 ankommende Warmluft wird von einem Schraubenventilator 23 aufgenommen, der insbesondere in 2 sichtbar und auf den starren Rahmen 6 jedes Ladenflügels 5 neben dem photovoltaischen Modul 20 angebracht ist. Die vom Ventilator 23 hervorgerufene Luftzirkulation ermöglicht es der Warmluft, einen Bogen 24 zu durchqueren, ehe sie von einem drehbaren Element 25 in einen flexiblen Schlauch 26 geführt wird. Der flexible Schlauch 26 ist durch einen Montagering 26a an einem der Enden einer Schraubenfeder 27 befestigt, deren anderes Ende 27b an einer feststehenden Leitung 28 befestigt ist, die waagrecht entlang der Dicke der Fassadenmauer 1 angeordnet ist.
Auf der Innenseite des Gebäudes weist die Leitung 28 einen verbreiterten Teil 29 auf, der über einen Teil 30 den Rahmen 2a des Fensters 2 durchquert, ehe er über ein vergittertes Element 31 ins Innere des Wohnraums mündet.
In den 4 und 5 ist außerdem eine Ableitung 32 der Leitung 28 dargestellt, die die Dicke der Mauer 1 durchquert und ebenfalls über ein vergittertes Element 33 ins Innere des beheizten Raums mündet. Es ist natürlich klar, dass diese Ableitung nicht unbedingt notwendig ist. Außerdem kann man ebenfalls die gesamte Warmluft über eine solche, die Mauer durchquerende Ableitung zirkulieren lassen, indem dann die Teile 29 und 30 weggelassen werden, die dazu bestimmt sind, den Rahmen 2a des Fensters 2 zu durchqueren. Natürlich gilt die obige Beschreibung für jeden der zwei Ladenflügel 5.
Der erfindungsgemäße schwenkbare Ladenflügel arbeitet folgendermaßen:
Die Kaltluft dringt durch die Schlitze 13 und 14 und steigt durch die aufwärts führenden Durchgänge 11 und 12 hoch, indem sie sich im Kontakt mit den zwei Absorptionsmitteln 10 erwärmt. Die durchsichtigen Flächen 8 und 9 erzeugen einen Treibhauseffekt. Die zwischen den Einlässen 13, 14 und dem Warmluftauslass in den Sammler 22 zirkulierende Luft erwärmt sich bei einem Durchgang vor den zwei durchsichtigen Flächen 8, 9 des doppelseitigen Kollektors. In Wirklichkeit dringt je nach der Position des Ladenflügels 5 die Sonnenstrahlung durch eine der Flächen 8 oder 9 ein, und die Kaltluft dringt hauptsächlich über einen der Schlitze 13 oder 14 ein. Die Erwärmung der Luft wird bei ihrer Zirkulation nach unten durch den abwärts führenden Durchgang 15 zwischen den zwei Absorptionsmitteln 10 vervollständigt.
Die Luftzirkulation im Sonnenkollektor wird im dargestellten Beispiel durch den Ventilator 23 begünstigt, der von einem nicht in den Figuren dargestellten Elektromotor angetrieben wird, der von den photovoltaischen Modulen 20 und 21 mit elektrischer Energie versorgt wird. Natürlich könnte man in einer Variante den Ventilator 23 über den Netzstrom mit elektrischer Energie versorgen, zum Beispiel mittels eines Transformators und einer Zerhackerschaltung.
Der Ventilator 23 wird abwechselnd von dem einen oder dem anderen der photovoltaischen Module 20, 21 versorgt, je nachdem, ob der Ladenflügel 5 sich in der geöffneten oder der geschlossenen Position befindet. Es ist auch klar, dass aufgrund der vorliegenden Erfindung der doppelseitige Sonnenkollektor unabhängig von der Position des Ladenflügels arbeitet. Schließlich wird die nicht vorhandene Isolierung durch die Zirkulation der Luft von außen zum Kern des doppelseitigen Sonnenkollektors kompensiert, wodurch die Wärmeverluste durch einfache Isolierung aufgrund des Strömens der Luft maximal begrenzt werden.
Der Ventilator 23 jedes Ladenflügels wird abwechselnd von dem einen oder dem anderen der photovoltaischen Module versorgt, wodurch die Autonomie des Ladenflügels und ein Luftdurchsatz proportional zur Stärke der auf das betroffene photovoltaische Modul einfallenden Sonnenstrahlung gewährleistet werden.
Die erwärmte Luft durchquert anschließend das drehbare Element 25, das vorteilhafterweise aus Verbundmaterial hergestellt sein kann, und den flexiblen Schlauch 26. Die Feder 27 und der Montagering 26a ermöglichen das Einstecken des flexiblen Schlauchs 26 in das Innere der feststehenden Leitung 28, insbesondere in der geschlossenen Position des Ladenflügels, wie in 5 dargestellt, in der die Feder 27 entspannt ist. In der geöffneten Position des Ladenflügels, wie sie in 4 dargestellt ist, ist die Feder 27 dagegen komprimiert, und der flexible Schlauch 26 durch das Schwenken des Ladenflügels 5 zum größten Teil aus der feststehenden Leitung 28 herausgezogen. Diese Anordnung, die besonders interessant ist, ermöglicht eine konstante Spannung auf dem flexiblen Schlauch, unabhängig von der Position des schwenkbaren Ladenflügels.
Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, Warmluft unabhängig von der Position des Ladenflügels zu erzeugen und zu befördern. Der schwenkbare Ladenflügel kann alle möglichen Positionen zwischen der geschlossenen Position und der geöffneten Position einnehmen, ohne dass die Zufuhr von Warmluft ins Innere des Wohnraums verändert oder ihre Kontinuität unterbrochen würde.
Obwohl die Beschreibung in Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel erfolgte, bei dem der luftgekühlte Sonnenkollektor zwei aufwärts führende Durchgänge und einen abwärts führenden Durchgang mit einem Sammler im unteren Bereich aufweist, könnte man ebenfalls eine Variante mit einem einzigen Luftdurchgang im Kollektor in Betracht ziehen, wobei der Sammler dann in der oberen Position auf dem Ladenflügel angebracht werden könnte.
Der schwenkbare Ladenflügel gemäß der Erfindung kann unter allen Bedingungen zum Heizen eines Zimmers, eines Appartements oder jeder anderen Wohnung verwendet werden, indem er alle Hauptfunktionen eines Ladenflügels beibehält, und insbesondere in dem Fall, in dem er mit photovoltaischen Modulen ausgestattet ist, ohne jeden zusätzlichen Zwang.

Claims

Schwenkbarer Ladenflügel für ein Gebäude, der eine geöffnete Position gegen eine Mauer des Gebäudes und eine geschlossene Position vor einer verglasten Öffnung des Gebäudes einnehmen kann, mit einem starren Rahmen (6), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein doppelseitiger Sonnenkollektor (7) im starren Rahmen angebracht ist und mindestens einen Kaltlufteinlass (13, 14) an jeder seiner Seiten und mindestens einen Zirkulations- und Wärmeaustauschdurchgang für die Luft aufweist, wobei der Durchgang mit einem Warmluft in das Innere des Gebäudes leitenden Mittel in Verbindung steht.
Ladenflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Mittel ein Schlauch (26) ist, der mit einem seiner Enden an dem Fensterladen und mit seinem anderen Ende an einer fest mit dem Gebäude verbundenen und in dessen Inneres mündenden feststehenden Leitung (28) angebracht ist.
Ladenflügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er einen durch einen Elektromotor angetriebenen und im starren Rahmen (6) angebrachten Ventilator (23) zur Zirkulation der Luft aufweist.
Ladenflügel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor durch mindestens ein Paar photovoltaischer Module (20, 21), die an jeder der Seiten des Ladenflügels im starren Rahmen (6) angebracht sind, mit elektrischem Strom versorgt wird.
Ladenflügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der doppelseitige Sonnenkollektor (7) zwei durchsichtige Flächen (8, 9) und zwei Absorptionselemente (10) umfasst, die im Inneren der Solarzelle gegenüber den durchsichtigen Flächen angeordnet sind, wobei die Anordnung zwei erste Luftdurchgänge (11, 12), die jeweils mit einem der Lufteinlässe in Verbindung stehen, gefolgt von einem zweiten Luftdurchgang (15), der durch einen Sammler (22) mit dem flexiblen Mittel in Verbindung steht, definiert.
Ladenflügel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaltlufteinlässe (13, 14) im unteren Teil des Sonnenkollektors angeordnet sind und der Sammler im unteren Teil des starren Rahmens angeordnet ist.
Ladenflügel nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Mittel zum Halten des Schlauchs unter mechanischer Spannung unabhängig von der Position des Ladenflügels umfasst.
Ladenflügel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch an einem Ende einer an der feststehenden Leitung (28) befestigten Feder (27) angebracht ist, wobei der Schlauch im Innern eines Teils der feststehenden Leitung gleiten kann.
Ladenflügel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch durch einen fest mit dem Schlauch verbundenen Ring (26a) an einem Ende der Feder angebracht ist.