Термоэмиссионная система электроснабжения здания

Изобретение относится к строительству, в частности к изготовлению декоративных ограждений наружных стен и кровельных покрытий для уменьшения теплопотерь зданий, совместной утилизации этих теплопотерь, тепла и холода наружного воздуха в летний и зимний периоды для получения электрической энергии. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности системы электроснабжения здания. Термоэмиссионная система электроснабжения здания содержит: наружные ограждения, кровельное покрытие, электрический аккумулятор. Причем наружные ограждения здания и кровельное покрытие покрыты снаружи декоративными ограждениями, плотно прижатыми к ним, состоящими из секций, каждая из которых представляет собой термоэлектрический преобразователь. Преобразователь состоит из прямоугольного полого корпуса, армированного контурной арматурой, между крышкой и днищем которого имеется замкнутая воздушная полость. Контурная арматура состоит из элементов, представляющих собой парные проволочные отрезки, выполненные из разных металлов M1 и М2 и спаянные на концах между собой, образующие зигзагообразные ряды. 6 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении декоративных ограждений наружных стен и кровельных покрытий для уменьшения теплопотерь зданий, совместной утилизации этих теплопотерь, тепла и холода наружного воздуха в летний и зимний периоды для получения электрической энергии.

Известен вентилируемый стеновой элемент, содержащий внутренние вертикальные щелевые полости между несущей конструкцией ограждения, соединенного через ребра жесткости с его наружной поверхностью (декоративным ограждением), сообщающейся с атмосферой через отверстия в ней [Патент РФ №2181821, МКЛ E04C 2/26, МКЛ E04B 2/42, 2002].

Известно вентилируемое кровельное покрытие, включающее основание кровли и размещенные на нем готовые мастичные элементы, образующие вентилируемые полости [Патент РФ №2079615, МКЛ E04D 13/00, 1997].

Основными недостатками известных вентилируемого стенового элемента и кровельного покрытия являются недостаточная прочность декоративного ограждения и мастичных элементов, невозможность утилизации тепла наружного воздуха и тепловых потерь здания, что снижает их надежность и эффективность.

Более близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является слоистая панель вентилируемого стенового ограждения, включающая несущий внутренний слой (несущее ограждение) и наружный слой из бетона плотной структуры (декоративное ограждение), армированные контурной сеточной арматурой, средний слой из крупнопористого материала со сквозными пустотами (щелями, воздушными зазорами), сообщающимися с атмосферой через систему вытяжных отверстий и каналов [Патент РФ №2221119, МКЛ E04C 2/26, МКЛ E04B 2/14, 2004].

Основным недостатком известной слоистой панели вентилируемого стенового ограждения является невозможность утилизации тепла наружного воздуха и тепловых потерь здания для получения электричества, что снижает ее эффективность.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности термоэмиссионной системы электроснабжения здания.

Технический результат достигается термоэмиссионной системой электроснабжения здания содержащей: наружные ограждения, кровельное покрытие, электрический аккумулятор, причем наружные ограждения здания и кровельное покрытие покрыты снаружи декоративными ограждениями, плотно прижатыми к ним, состоящими из секций, каждая из которых представляет собой термоэлектрический преобразователь, состоящий из прямоугольного полого корпуса, выполненного из материала-диэлектрика с высокой теплопроводностью, армированного контурной арматурой, между крышкой и днищем которого имеется замкнутая воздушная полость, контурная арматура состоит из элементов, представляющих собой парные проволочные отрезки, выполненные из разных металлов M1 и М2 и спаянные на концах между собой, образующие зигзагообразные ряды, устроенные таким образом, что левые и правые части проволочных отрезков со спаянными концами согнуты под углом 90° и располагаются в слоях материала-диэлектрика крышки и днища, параллельно их поверхности не касаясь ее, средние части парных проволочных отрезков расположены в воздушной полости, крайние проволочные отрезки крайних зигзагообразных рядов соединены с однополюсными коллекторами электрических зарядов, которые, в свою очередь, соединены с электрическим аккумулятором.

На фиг.1-6 представлена предлагаемая термоэмиссионная система электроснабжения здания (на фиг.1 - общий вид, на фиг.2-6 основные узлы).

Предлагаемая термоэмиссионная система электроснабжения здания (ТЭСЭСЗ) содержит: наружные ограждения 1, кровельное покрытие 2 на несущей конструкции крыши (на фиг.1-6 не показана) и электрический аккумулятор 3, помещенный, например, на чердачном перекрытии 4, причем наружные ограждения здания 1 и кровельное покрытие 2 покрыты снаружи декоративными ограждениями 5, плотно прижатыми к ним, состоящими из секций 6, каждая из которых представляет собой термоэлектрический преобразователь (ТЭП) 7, состоящий из прямоугольного полого корпуса 8, выполненного из материала-диэлектрика с высокой теплопроводностью, армированного контурной арматурой 9, между крышкой 10 и днищем 11 которого имеется замкнутая воздушная полость 12, контурная арматура 9 состоит из элементов 13 ТЭП 7, представляющих собой парные проволочные отрезки 14 и 15, выполненные из разных металлов M1 и М2, спаянные на концах между собой, образующие зигзагообразные ряды 16, устроенные таким образом, что левые и правые части проволочных отрезков 14 и 15 со спаянными концами согнуты под углом 90° и располагаются в слоях материала-диэлектрика крышки 10 и днища 11, параллельно их поверхности не касаясь ее, средние части проволочных отрезков 14 и 15 расположены в замкнутой воздушной полости 12, крайние проволочные отрезки 14 и 15 крайних зигзагообразных рядов 16 соединены с однополюсными коллекторами электрических зарядов 17 и 18 (размещение коллекторов 17, 18 на фиг.1-6 показано условно), которые, в свою очередь, соединены с электрическим аккумулятором 3.

В основу работы предлагаемой ТЭСЭСЗ положено следующее. Так как контурная арматура 9 секций 6 декоративных ограждений 5 наружного ограждения 1 и кровельного покрытия 2 выполнена в виде зигзагообразных рядов 16, изготовленных из парных проволочных отрезков 14 и 15, выполненных из разных металлов M1 и М2, спаянных на концах между собой, то при нагреве (охлаждении) одних спаянных концов проволочных отрезков 14 и 15 элементов ТЭП снаружи в крышках 10 и охлаждении (нагреве) противоположных им спаянных концов элементов ТЭП, находящихся в днищах 11, прижатых к наружным 1 и кровельным 2 ограждениям в летнее время (зимнее время), на противоположных спаянных концах парных проволочных отрезков 14 и 15 устанавливаются разные температуры, в зоне контакта (спае) металлов M1 и М2 происходит термическая эмиссия электронов, в результате чего в зигзагообразных рядах 16 появляется термоэлектричество [С.Г. Калашников. Электричество. - М: «Наука», 1970, с.502-506]. При этом зигзагообразные ряды 16 одновременно выполняют функцию контурной арматуры 9 в секциях 6, повышая прочностные свойства декоративных ограждений 5.

ТЭСЭСЗ работает следующим образом. В летнее время наружный воздух и солнечные лучи нагревают крышки 10 корпусов 8, выполненных из материала с высокой теплопроводностью секций 6, в которых размещены левые спаи проволочных отрезков 14 и 15 элементов 13 ТЭП 7, результате чего эти спаи нагреваются. Так как днища 11 корпусов 8 ТЭП 7, прижаты к массиву ограждений 5 и кровле 2, то за счет теплообмена теплопроводностью с ними в днищах 11 устанавливается равная с ними температура, которая в летнее время меньше, чем температура крышек 10. Соответственно, температура правых спаев проволочных отрезков 14 и 15 также меньше, чем температура левых спаев этих же пар отрезков. В тоже время наличие замкнутой воздушной полости в корпусах 8 обеспечивает тепловую изоляцию ограждений 1 и кровли 5, снижая тем самым поступление тепла вовнутрь здания летом. При этом, одновременно с процессом теплопередачи в результате разности температур нагретых левых спаянных концов проволочных отрезков 14 и 15 элементов 13 ТЭП 7 и охлаждения правых спаянных концов этих элементов ТЭП 7 в зигзагообразных рядах 16 появляется термоэлектричество, которое из секций 6 через однополюсные коллекторы электрических зарядов 17 и 18, поступает в электрический аккумулятор 3, откуда подается потребителю.

В зимнее время холодный наружный воздух охлаждает крышки 10 корпусов 8, выполненных из материала с высокой теплопроводностью секций 6, в которых размещены левые спаи проволочных отрезков 14 и 15 элементов 13 ТЭП 7, результате чего эти спаи охлаждаются. В тоже время днища 11 корпусов 8, прижатые к массиву ограждений 5 и кровле 2, за счет теплообмена теплопроводностью с ними приобретают равную с ними температуру, которая в зимнее время значительно больше, чем температура крышек 10, а соответственно температура правых спаев проволочных отрезков 14 и 15 также больше, чем температура левых спаев этих же пар отрезков. Наличие замкнутой воздушной полости 12 в корпусах 8 обеспечивает тепловую изоляцию ограждений 1 и кровли 5, снижая тем самым теплопотери здания. При этом одновременно с процессом теплопередачи в результате разности температур холодных левых спаянных концов проволочных отрезков 14 и 15 элементов 13 ТЭП 7 и теплых правых спаянных концов этих элементов ТЭП 7 в зигзагообразных рядах 16 появляется термоэлектричество, которое из секций 6 через однополюсные коллекторы электрических зарядов 17 и 18, поступает в электрический аккумулятор 3, откуда подается потребителю.

Величина разности электрического потенциала на коллекторах 17 и 18 и сила электрического тока зависит от характеристик пар металлов M1 и М2, из которых изготовлены проволочные отрезки 14 и 15, числа их пар в зигзагообразных рядах 16 и их числа в секциях 6, разности температур на правых и левых спаянных концах элементов ТЭП 7 и числа секций 6 в декоративных ограждениях 5. Полученный электрический ток можно использовать для освещения здания, горячего водоснабжения и обогрева чердачных помещений.

Таким образом, предлагаемая ТЭСЭСЗ обеспечивает как в летнее, так и зимнее время, наряду с уменьшением нагрева наружных ограждений здания и уменьшением теплопотерь от них в окружающую среду, также получение электрической энергии, которую можно использовать для нужд освещения, горячего водоснабжения и обогрева чердачных помещений здания (в зимнее время), снизив тем самым энергопотребление здания.

Термоэмиссионная система электроснабжения здания, включающая несущие ограждения, кровельное покрытие, покрытые снаружи декоративными ограждениями, собранными из секций, армированных контурной арматурой, отличающаяся тем, что декоративные ограждения плотно прижаты к несущим ограждениям и кровельному покрытию и состоят из секций, каждая из которых представляет собой термоэлектрический преобразователь, состоящий из прямоугольного полого корпуса, выполненного из материала-диэлектрика с высокой теплопроводностью, между крышкой и днищем которого имеется замкнутая воздушная полость, контурная арматура состоит из элементов, представляющих собой парные проволочные отрезки, выполненные из разных металлов M1 и М2 и спаянные на концах между собой, образующие зигзагообразные ряды, устроенные таким образом, что левые и правые части проволочных отрезков со спаянными концами согнуты под углом 90° и располагаются в слоях материала - диэлектрика крышки и днища, параллельно их поверхности не касаясь ее, средние части парных проволочных отрезков расположены в воздушной полости, крайние проволочные отрезки крайних зигзагообразных рядов соединены с однополюсными коллекторами электрических зарядов, которые, в свою очередь, соединены с электрическим аккумулятором.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к легковесным многослойным гипсовым плитам, обладающим высокой прочностью. Технический результат: повышение прочности, повышение сопротивления выдергиванию гвоздей, повышение твердости внутреннего слоя.

Изобретение относится к усовершенствованной бронепанели на основе цемента. .

Изобретение относится к теплоизоляционным материалам, используемым при сооружении крыш и фасадов зданий и сооружений. .

Изобретение относится к строительству ограждающих и кровельных конструкций легких зданий. .

Изобретение относится к производству строительных материалов и может применяться для изготовления панелей с защитно-декоративной отделкой для ограждающих конструкций (стеновых панелей, лоджий) в промышленном, гражданском и других видах строительства.

Изобретение относится к заделывающему устройству, предназначенному для использования на линии по производству строительных панелей. .

Изобретение относится к производству строительных материалов и может применяться для изготовления панелей с защитно-декоративной отделкой для ограждающих конструкций (стеновых панелей, лоджий) в промышленном, гражданском и других видах строительства.

Изобретение относится к слоистой строительной плите, которая, в частности, пригодна в качестве носителя для облицовочной плитки. .

Изобретение относится к конструкциям панелей, используемых в промышленном и гражданском строительстве, а именно для изготовления наружных ограждающих конструкций, противопожарных перегородок, теплоизоляционных конструкций зданий и сооружений (стены, панели, внутренние и внешние перегородки), кровельных покрытий.

Изобретение относится к многослойным композиционным материалам и касается способа получения трехслойного полимерного композиционного материала. Способ включает: обеспечение панелей среднего слоя, имеющих скос по торцам под углом примерно 45° с обеих сторон в продольном сечении; обеспечение сквозных отверстий диаметром от 5 до 6 мм в каждой из указанных панелей среднего слоя; укладку смолопроводящей сетки на герметичный стенд; укладку жертвенной ткани на смолопроводящую сетку; укладку первого несущего слоя армирующего материала на смолопроводящую сетку; укладку соединяемых панелей среднего слоя на первый несущий слой армирующего материала; соединение уложенных панелей среднего слоя с помощью, по меньшей мере, одного слоя армирующего материала; укладку второго несущего слоя армирующего материала на соединенные панели среднего слоя; укладку жертвенной ткани на второй несущий слой армирующих материалов; укладку смолопроводящей сетки; укладку смолопроводящих каналов; сборку вакуумного мешка; подачу в оснастку вакуума; проверку вакуумного мешка на герметичность; подачу в оснастку полимерного связующего; выдержку до полного отверждения связующего с получением готового трехслойного композиционного материала. Изобретение обеспечивает создание ТСПКМ больших размеров, обладающих повышенными физико-механическими характеристиками. 7 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 ил., 2 пр.

Изобретение относится к многослойным композиционным материалам и касается панели среднего слоя и способа ее изготовления. Способ включает: обеспечение элементов, выполненных из вспененного полимерного материала, имеющих трапециевидное поперечное сечение под углом 75° и скос с обеих сторон в продольном сечении под углом 45°, помещение каждого элемента в отдельный чехол из армирующего материала, укладку элементов в матрицу для формования закрытым методом, подачу в оснастку полимерного связующего и выдержку для отверждения полимерного связующего с получением готовой панели среднего слоя. Изобретение обеспечивает создание панели среднего слоя, обладающей улучшенными физико-механическими характеристиками, коррозионной и огнестойкостью, а также конструкцией, облегчающей и ускоряющей процесс изготовления многослойных полимерных композиционных материалов. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл., 2 пр.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении вентилируемых стеновых ограждений и кровельных покрытий, позволяющих утилизировать тепло солнечной энергии, наружного воздуха и тепловые потери здания в летний и зимний периоды. Технический результат: повышение эффективности и надежности гелиотермоэмиссионной системы электроснабжения здания. Гелиотермоэмиссионная система электроснабжения здания включает наружные ограждения, покрытые снаружи декоративными ограждениями, армированными контурной арматурой, с образованием между ними и несущими ограждениями здания воздушного зазора, сообщающегося с атмосферой через отверстия, кровельное покрытие на несущей конструкции крыши. Воздушный зазор сообщается с помещением чердака через щели, а с наружным воздухом - через отверстия, расположенные в нижней части декоративных ограждений, кровельное покрытие и декоративные ограждения состоят из прямоугольных секций, каждая из которых представляет собой фототермоэлектрический преобразователь, состоящий из фотоэлемента, присоединенного своей тыльной стороной к наружной стороне корпуса термоэлектрического преобразователя, тыльная сторона которого снабжена вертикальными ребрами, выполненного из диэлектрического материала с высокой теплопроводностью, в массиве которого помещена контурная арматура, состоящая из элементов термоэлектрического преобразователя, представляющих собой парные проволочные отрезки, выполненные из разных металлов, спаянные на концах между собой, образуя зигзагообразные ряды, устроенные таким образом, что левые части проволочных отрезков с левыми спаянными концами согнуты под углом 90о и располагаются вблизи наружной поверхности корпуса термоэлектрического преобразователя параллельно ей, не касаясь ее, а правые части проволочных отрезков с правыми спаянными концами расположены в массиве ребер, крайние проволочные отрезки крайних зигзагообразных рядов термоэлектрических преобразователей и выходные клеммы фотоэлементов соединены через соответствующие однополюсные коллекторы электрических зарядов с накопительным блоком. 5 ил.

Изобретение относится к способу выполнения деревянных рамочных конструкций из предварительно изготовленных панелей, устанавливаемых с возможностью соединения на свободностоящем поддерживающем каркасе, причем каждая из панелей изготовлена до использования деревянного каркаса, в котором имеют возможность создаваться внутренняя изоляция и внутренняя и внешняя облицовки, причем указанные панели соединены вместе средствами соединения в вертикальном направлении и в горизонтальном направлении, причем выполняют подузел из четырехугольной деревянной рамы, внутри которой размещены вертикальные стойки, на которых расположены механические соединители, обеспечивающие установку, крепление и предварительное расположение металлической арматуры на соединителях, которые находятся в соответственных местах. Таким образом выполненный подузел размещают в форме, чтобы переформовать из бетона, образующего внутреннюю облицовку. Также описаны варианты предварительно изготовленной панели. Технический результат: упрощение конструкции панели. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 31 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении оконных ограждений. Оконный стеклоблок-электрогенератор содержит первое наружное и второе внутреннее стекла, имеющие внутреннюю и внешнюю поверхности с кромочным участком, раму, состоящую из полого профиля, между боковыми стенками которой и внутренними поверхностями первого и второго стекол располагаются слои клея-герметика или прокладки из нетекучего полимерного материала, во внутренней воздушной полости между первым и вторым стеклами расположены зигзагообразные ряды, представляющие собой парные проволочные отрезки, выполненные из разных металлов M1 и М2, спаянные на концах между собой, образуя элементы, устроенные таким образом, что спаи концов парных проволочных отрезков согнуты под углом 90°, прижаты к внутренней поверхности стекол и покрыты слоем клея-герметика, крайние проволочные отрезки крайних зигзагообразных рядов соединены электропроводами с однополюсными коллекторами электрических зарядов, расположенных на наружной поверхности боковых стенок, которые, в свою очередь, соединены с электрическим аккумулятором. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности оконного стеклоблока-электрогенератора. 6 ил.

Изобретение относится к технологии установки панелей на стеновую конструкцию здания, в частности к способу изготовления стеновой панели и готовой стеновой панели. Способ изготовления стеновой панели включает механическую обработку поверхности первой краевой стороны, причем первая краевая сторона приобретает плоскую поверхностную структуру, которая проходит от первой до второй основных сторон; наносят первый слой для обработки поверхности на первую краевую сторону и размещают первую стыковую планку вдоль первой краевой стороны. Первая стыковая планка содержит первую дистальную краевую поверхность, противоположную ей первую проксимальную краевую поверхность, которая является плоской, и первую первичную поверхность между первой проксимальной краевой поверхностью и первой дистальной краевой поверхностью. Первая стыковая планка выполнена с помощью первой проксимальной краевой поверхности напротив первой краевой стороны таким образом, чтобы первая первичная поверхность и первая основная сторона тела образовывали первую плоскую и, по существу, непрерывную поверхность. Первый упрочняющий слой также наносится на первую плоскую и, по существу, непрерывную поверхность, при этом первый упрочняющий слой покрывает первую основную сторону и первую первичную поверхность. Технический результат состоит в выполнении строительных панелей, которые одновременно обеспечивают эстетические привлекательные стыки и имеют надежную конструкцию, а способ изготовления имеет высокую экономическую эффективность. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх