智能通风窗的运行方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及带有通风净化功能的通风窗领域，更具体地说，是设及智能通风窗的 运行方法。
【背景技术】
[0002] 室内环境是人们接触最密切的外环境，随着人民生活水平的提高，人们对室内热 环境和空气品质的要求越来越高，室内环境的好坏直接影响到人们学习和工作的效率W及 身体健康。通风是提供优质室内环境质量的最有效的手段，但室外环境污染日益严重，近几 年雾靈天气频发，直接通风达不到改善室内品质的效果，而采用通风加净化的装置能有效 解决上述问题。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足，提供一种智能通风 窗的运行方法。
[0004] 本发明智能通风窗的运行方法，智能通风窗的窗体由室外侧向室内侧依次设置 过滤器和风机，通风窗室外侧安装pm2. 5浓度探测器和溫度探测器，所述风机、pm2. 5浓 度探测器和溫度探测器分别连接控制忍片；其运行方法按照下述步骤进行：当室外溫度小 于-10°C等较寒冷的情况时，通风窗不开启；对于过滤效率90%的通风窗，外空气级别指数 高于五级时，通风窗不开启；对于过滤效率分别为71 %和40%的通风窗，外空气级别指数 高于四级时，通风窗不开启；当室内空气指数低于Ξ级时，开启风机低档位向室内送入新 风，满足新风需求；当室内空气指数高于Ξ级时，在满足室内热舒适要求的前提下，通风窗 先利用高档位短时间送风，改善室内空气品质使室内空气品质指数达到二级，之后保持低 档位送风，保持室内较高舒适度，满足新风需求。 阳0化]与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0006] 现在国内外对通风窗的研究较少，大部分通风窗形式上与双层玻璃幕墙相似，本 发明的通风窗与双层玻璃幕墙不同，通过安装在窗框上的风机向室内送风，并且设置过滤 器，能够有效过滤室外环境中的PM2.5等颗粒物，保证送入室内的新风是干净的，从而可W稀 释室内污染物浓度，提高室内空气品质。
[0007] 现在国内外对通风窗的研究只是局限在提高通风窗自身的性能上，本发明针对通 风窗的运行方案进行研究，为通风窗向智能新风系统发展提供数据基础，智能性能系统根 据实时监测到的室内外环境质量数据来控制通风系统（开关、档位调节），更加有效的提高 室内空气品质，节约能源。
【附图说明】
[0008] 图1是本发明通风窗机构示意图；
[0009] 图2是夏季工况通风窗运行方案流程图；
[0010] 图3是寒冷情况通风窗运行方案流程图；
[0011] 图4是本发明运行方案流程图。
【具体实施方式】
[0012] W下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述 的具体实施例仅仅用W解释本发明，并不用于限定本发明。
[0013] 如图1所示，本发明智能通风窗，窗体由室外侧向室内侧依次设置过滤器1和风机 2,通风窗室外侧安装pm2. 5浓度探测器和溫度探测器，所述风机、pm2. 5浓度探测器和溫度 探测器分别连接控制忍片。
[0014] 对新型通风窗的运行方案进行开发，需要综合考虑室内外溫度、污染等级、通风 器过滤效率和送风量等因素，研究新型通风窗在不同室外空气质量条件下，开启通风窗不 同档位对室内PM2. 5浓度和室内热舒适的影响程度，为确立新型通风窗的运行方案提供依 据。
[0015] (1)实验研究
[0016] 表1实验内容
[0017]
[0018] 通过实验测试得到通风窗的运行方案如图2所示，对于夏季工况室外溫度为 35°C，通风窗过滤效率为40%时，首先测试室外PMz.g的浓度，当室外空气级别指数高于四 级时，即使室外新风经过通风窗过滤，但PM2.5的浓度依然很高，因此室外污染情况为严重污 染时，对于过滤效率较低的通风窗，可采用低档位送风满足新风要求或关闭通风窗，送风量 过大反而会加重室内污染。当室外空气级别指数低于四级时，继续测试室内PMz.e的浓度， 当室内初始空气质量高于Ξ级，室内初始环境相对较差时，通风窗能有效过滤室外空气，通 入新风对室内进行通风换气，净化室内空气，并且通风窗档位越高，室内净化程度越高，因 此，此时通风窗适宜开启高档位；当室内初始空气质量低于Ξ级时，室内PMzJ农度较低，空 气品质较好，此时可开启通风窗低档位送入新风，满足人们对新风的需求。开启通风窗后， 室内靠近通风窗附近区域受通风窗影响室内空气品质较好。对于夏季工况，开启通风窗对 室内热环境影响较小，满足室内热舒适度的要求。
[0019] 表2空气质量指数及相关信息
[0020]
[0021] (2)利用FLUENT软件模拟研究通风窗对室内空气品质的影响
[0022] 从实验研究结果可知实验研究的新型通风窗过滤效率较低，风量小，在室外污染 浓度较高时对改善室内空气品质方面性能不足，实验研究运行方案中考虑的情况也较少， 因此继续采用数值模拟的方法对运行方案做一步研究。数值模拟是一种方便直接的研究手 段，可W在实验的基础上进行拓展研究，本研究利用FL肥NT进行数值模拟，建立物理模型， 对通风窗运行方案做进一步研究。
[0023] 数值模拟根据实际情况增加过滤效率为高中效和中效的工况，相比实验提高了送 风量的取值范围，增加过滤效率为90%、71 %的工况，送风量选取32mVh、43mVh、53mVhΞ 个工况。在综合考虑室外污染浓度、送风量等影响因子基础上增加室外溫度。根据模拟结果 对不同通风器过滤效率、室外空气质量、室外溫度情况下，通风窗设置不同送风量时，室内 溫度场、速度场和PMzJ农度场进行分析。通过模拟研究得到不同情况下通风器对室内PM2.5 浓度和热舒适的影响程度，为确定通风窗运行方案提供依据。
[0024] 表3数值模拟研究内容 阳0巧]
[00%] 根据数值模拟的结果，得到新型通风窗的运行方案如图3所示。当室外溫度小 于-10°C等较寒冷的情况时，由于室内外环境溫差开启通风窗向室内送入新风会对室内热 环境产生影响，导致室内热舒适度降低，人体不满意率较高，此时不宜开启通风窗；当室外 环境溫度为-3到6°C等微寒情况时，开启通风窗虽然会降低了室内溫度，但满足热舒适的 要求，提高了室内空气品质。
[0027] 当室外溫度大于-10°C时，测量室外PMzJ农度，对于过滤效率90%的通风窗，室外 空气级别指数高于五级时，通风窗不宜开启。当室外空气级别指数低于五级时，继续测试 室内PM2.5的浓度，当室内初始空气质量高于Ξ级时，通风窗送风量设置为32m^h、43mVh、 53m3/h都能有效去除室内污染物。对于过滤效率71%的通风窗，室外空气级别指数高于四 级时，通风窗不宜开启。当室外空气级别指数低于四级，室内初始空气质量高于Ξ级时，适 宜开启通风窗，但通风量为32mVh的工况在2小时后室内PMzJ农度才达到二级限值。当室 外空气级别指数低于四级，室内初始空气质量低于Ξ级时，过滤效率为90%或71%的通风 窗均适宜开启低档位向室内送入新风，满足新风需求。
[0028] 在满足室内热舒适要求的前提下，通风窗可先利用高档位短时间送风，降低室内 PMzJ农度达到良好状态（室内空气品质指数为二级），之后保持低档位送风，降低因开启通 风窗对室内热舒适度的影响，有效去除室内污染物的同时，保持室内较高溫度，减小因送入 室外新风而增加的空调负荷。
[0029] (3)本发明通风窗运行方案如图4所示：
[0030] 雾靈天时室外大气污染严重，不宜直接开窗通风换气，新型通风窗具有通风净化 功能，能够不直接开窗对室内进行通风换气，改善室内空气品质。本研究通过数值模拟和实 验测试的方法对通风窗改善室内空气品质的性能进行了研究，最终建立新型智能通风窗运 行方案，主要运行方案及其结论如下：
[0031] 当室外溫度小于-10°c等较寒冷的情况时，通风窗不宜开启。对于过滤效率90% 的通风窗，外空气级别指数高于五级时，通风窗不宜开启。对于过滤效率71%,和40%的 通风窗，外空气级别指数高于四级时，通风窗不宜开启。当室内空气指数低于Ξ级时，适宜 开启低档位向室内送入新风，满足新风需求。当室内空气指数高于Ξ级时，在满足室内热舒 适要求的前提下，通风窗可先利用高档位短时间送风，改善室内空气品质使室内空气品质 指数达到二级，之后保持低档位送风，保持室内较高舒适度，满足新风需求。
[0032] W上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，运些改进和润饰 也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种智能通风窗的运行方法，其特征是，智能通风窗的窗体由室外侧向室内侧依次 设置过滤器和风机，通风窗室外侧安装pm2. 5浓度探测器和温度探测器，所述风机、pm2. 5 浓度探测器和温度探测器分别连接控制芯片；其运行方法按照下述步骤进行：当室外温度 小于-KTC等较寒冷的情况时，通风窗不开启；对于过滤效率90%的通风窗，外空气级别指 数高于五级时，通风窗不开启；对于过滤效率分别为71 %和40 %的通风窗，外空气级别指 数高于四级时，通风窗不开启；当室内空气指数低于三级时，开启风机低档位向室内送入新 风，满足新风需求；当室内空气指数高于三级时，在满足室内热舒适要求的前提下，通风窗 先利用高档位短时间送风，改善室内空气品质使室内空气品质指数达到二级，之后保持低 档位送风，保持室内较高舒适度，满足新风需求。
【专利摘要】本发明公开了一种智能通风窗的运行方法。本发明按照下述步骤进行：当室外温度小于-10℃等较寒冷的情况时，通风窗不开启；对于过滤效率90％的通风窗，外空气级别指数高于五级时，通风窗不开启；对于过滤效率分别为71％和40％的通风窗，外空气级别指数高于四级时，通风窗不开启；当室内空气指数低于三级时，开启风机低档位向室内送入新风，满足新风需求；当室内空气指数高于三级时，在满足室内热舒适要求的前提下，通风窗先利用高档位短时间送风，改善室内空气品质使室内空气品质指数达到二级，之后保持低档位送风，保持室内较高舒适度，满足新风需求。本发明为通风窗向智能新风系统发展提供数据基础，能够更加有效的提高室内空气品质，节约能源。
【IPC分类】E05F15/70, E06B7/02, E05F15/71
【公开号】CN105239877
【申请号】CN201510751834
【发明人】金梧凤, 王倩, 贾利芝, 高攀
【申请人】天津商业大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年11月6日