ОКОННЫЙ СТЕКЛОБЛОК-ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР
WINDOW GLASS BLOCK-ELECTRIC GENERATOR

Предлагаемое изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении оконных ограждений с целью утилизации теплопотерь, тепла и холода наружного воздуха в летний и зимний периоды для получения электрической энергии.
Известен створчатый элемент оконного блока, состоящий из двух или более листов стекла, соединенных между собой по контуру дистанционной рамкой, в пазу которой установлена предназначенная для закрепления створки в раме оконного блока фурнитура, и прикрепленных с наружной стороны стекол, по их контуру наличников рамочной конструкции, закрывающих наружный и внутренний притворы оконного блока, при этом, как правило, в пазу закрывающего внутренний притвор наличника установлено уплотнение [Патент РФ №2461696, М. кл. Е06В 9/00, 2012].
Основными недостатками известного оконного стеклоблока являются сложная конструкция узла стыковки кромки листов стекол с рамой и невозможность утилизации теплопотерь через оконное ограждение, тепла и холода наружного воздуха в летний и зимний периоды для получения электрической энергии, что снижает его надежность и эффективность.
Более близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является оконный блок с многослойным застеклением, содержащий первое стекло, имеющее внутреннюю поверхность с кромочным участком и внешнюю поверхность с кромочным участком, второе стекло, имеющее внутреннюю поверхность с кромочным участком и внешнюю поверхность с кромочным участком, дистанционную раму, состоящую из полого профиля, выполненного с возможностью заполнения влагопоглощающим материалом, ограниченным, по меньшей мере, двумя боковыми стенками и задней стенкой, которая сообщается с промежутком между окнами, причем между боковыми стенками полого профиля и внутренними поверхностями первого и второго стекол располагают слои клея-герметика или прокладки из нетекучего полимерного материала [Патент РФ №2413828, МПК Е06В 3/66, 2011].
Основным недостатком известного оконного блока является невозможность утилизации теплопотерь через оконное ограждение, тепла и холода наружного воздуха в летний и зимний периоды для получения электричества, что снижает его эффективность.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности оконного стеклоблока-электрогенератора.
Технический результат достигается оконным стеклоблоком-электрогенератором, содержащим первое наружное и второе внутреннее стекла соответственно, имеющие внутреннюю и внешнюю поверхности с кромочным участком, дистанционную раму, состоящую из полого профиля, между боковыми стенками которого 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, средние части проволочных отрезков расположены в замкнутой воздушной полости, несколько зигзагообразных рядов образуют секции, крайние проволочные отрезки крайних зигзагообразных рядов которых соединены электропроводами с однополюсными коллекторами электрических зарядов, расположенных на наружной поверхности боковых стенок, которые, в свою очередь, соединены с электрическим аккумулятором.
На фиг.1-6 представлен предлагаемый оконный стеклоблок-электрогенератор (ОСБЭГ): на фиг.1-3 - общий вид и разрезы, на фиг.4-6 - основные узлы ОСБЭГ.
Предлагаемый оконный стеклоблок-электрогенератор содержит первое наружное и второе внутреннее стекла 1 и 2 соответственно, имеющие внутреннюю и внешнюю поверхности с кромочным участком 3, раму 4, состоящую из полого профиля, причем между боковыми стенками полого профиля и внутренними поверхностями первого и второго стекол 1 и 2 располагают слои клея-герметика или прокладки из нетекучего полимерного материала 5, во внутренней воздушной полости 6 между стеклами 1 и 2 расположены зигзагообразные ряды 7, представляющие собой парные проволочные отрезки 8 и 9, выполненные из разных металлов M1 и М2, спаянные на концах между собой, образуя элементы 10, устроенные таким образом, что спаи 11 концов проволочных отрезков 8 и 9 согнуты под углом 90°, прижаты к внутренней поверхности стекол 1 и 2 и покрыты слоем клея-герметика 12, средние части проволочных отрезков 8 и 9 расположены в замкнутой воздушной полости 6, несколько зигзагообразных рядов 7 образуют секции 13, крайние проволочные отрезки 8 и 9 крайних зигзагообразных рядов 7 которых соединены электропроводами 14 с однополюсными коллекторами электрических зарядов 15 и 16, расположенных на наружной поверхности боковых стенок (размещение коллекторов 15, 16 на фиг.1-6 показано условно), которые, в свою очередь, соединены с электрическим аккумулятором, расположенным, например, внутри здания или на балконе (на фиг.1-6 не показан).
В основу работы предлагаемого ОСБЭГ положено следующее. Так как зигзагообразные ряды 7 изготовлены из парных проволочных отрезков 8 и 9 элементов 10, выполнены из разных металлов M1 и М2, спаянных на концах между собой, то при нагреве (охлаждении) одних спаев 11 концов проволочных отрезков 8 и 9 элементов 10, прижатых к наружному стеклу 1, и охлаждении (нагреве) противоположных им спаев 11, прижатых к внутренней поверхности внутреннего стекла 2, в летнее время (зимнее время) на противоположных спаях 11 парных проволочных отрезков 8 и 9 устанавливаются разные температуры, в зоне контакта (спае 11) металлов M1 и М2 происходит термическая эмиссия электронов, в результате чего в зигзагообразных рядах 7 секций 13 появляется термоэлектричество [С.Г. Калашников. Электричество. - М.: Наука, 1970, с.502-506]. При этом зигзагообразные ряды 7 можно выполнять в виде различных рисунков, повышая декоративные свойства оконных ограждений 5.
ОСБЭГ работает следующим образом. В летнее время наружный воздух и солнечные лучи нагревают наружные стекло 1 оконного блока, к которому прижаты левые спаи 11 проволочных отрезков 8 и 9 элементов 10, результате чего они нагреваются. Так как внутреннее стекло 2 отделено от наружного 1 воздушной прослойкой полости 6 и контактирует с воздухом внутреннего помещения, имеющим более низкую температуру, то спаи 11 элементов 10, прижатые к нему, за счет теплопроводности через стекло 2 имеют более низкую температуру по сравнению со спаями 11, прижатыми к внутренней поверхности наружного стекла 1. В результате разности температур между горячими левыми спаями 11 проволочных отрезков 8 и 9 элементов 10 и противоположными прохладными правыми спаями 11 этих же элементов 10 в зигзагообразных рядах появляется термоэлектричество, которое из секций 7 по электропроводам 14 через однополюсные коллекторы электрических зарядов 15 и 16 поступает в электрический аккумулятор (на фиг.1-6 не показан), откуда подается потребителю.
В зимнее время холодный наружный воздух охлаждает наружное стекло 1, к которому прижаты левые спаи проволочных отрезков 8 и 9 элементов 10, в результате чего эти спаи 11 охлаждаются. В то же время противоположные спаи 11 этих же элементов 10, прижатые к внутренней поверхности внутреннего стекла 2, за счет теплообмена теплопроводностью с ними приобретают равную с ними температуру, которая в зимнее время значительно больше, чем температура наружного стекла 1 (стекло 2 нагревается за счет теплоты помещения), и соответственно температура спаев 11 проволочных отрезков 8 и 9 также больше, чем температура противоположных спаев 11 этих же пар отрезков 8 и 9. Наличие замкнутой воздушной полости 6 обеспечивает тепловую изоляцию ОСБЭГ и электрическую изоляцию средних участков проволочных отрезков 8 и 9 элементов 10. При этом одновременно с процессом теплопередачи в результате разности температур между холодными спаями 11 проволочных отрезков 8 и 9 элементов 10 и противоположными им теплыми правыми спаями 11 этих же элементов 10 в зигзагообразных рядах 7 секций 13 появляется термоэлектричество, которое по проводам 14 через однополюсные коллекторы электрических зарядов 15 и 16 поступает в электрический аккумулятор (на фиг.1-6 не показан), откуда подается потребителю.
Величина разности электрического потенциала на коллекторах 14 и 15 и сила электрического тока зависят от характеристик пар металлов M1 и М2, из которых изготовлены проволочные отрезки 8 и 9, числа их пар в зигзагообразных рядах 7 и их числа в секциях 13, разности температур на правых и левых спаях элементов 7 и числа секций 13 в ОСБЭГ.
Таким образом, предлагаемый ОСБЭГ обеспечивает, как в летнее, так и зимнее время, наряду с уменьшением нагрева помещений здания и уменьшением теплопотерь от них в окружающую среду, также получение электрической энергии, которую можно использовать, например, для нужд освещения, снизив тем самым энергопотребление здания.