绿色智能呼吸窗的制作方法

本发明属于建筑领域，具体涉及一种绿色智能呼吸窗。

背景技术：

玻璃幕墙作为一种新型建材被广泛应用于现代化高层建筑，具有能隔离太阳辐射热。采光性能良好等优点，使得室内可以做到冬暖夏凉，极大地改善了生活环境。

但由于玻璃材料的导热系数大，蓄热能力差，会导致室内外的热量传导过快，使得室内的保温性能较差，需要在室内通过诸如空调之类的辅助设备加强保温性能，因此不利于建筑节能，而当今我国节能减排目标面临的形势十分严峻，因此如何改善玻璃幕墙的节能性能是一个亟需解决的问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种将双层玻璃幕墙和太阳能光伏结合，根据室外太阳光辐射量选择不同的工作模式，对玻璃间的中空腔进行加热或冷却，智能调节室内温度的同时又能具有节能效果的绿色智能呼吸窗。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种绿色智能呼吸窗，设置在建筑外墙上，包括窗框以及设置在窗框内的室内侧玻璃与室外侧玻璃，具有这样的特征，包括：太阳能光伏板，设置在室外侧玻璃的外表面上，用于将太阳辐射转化为热能，用于加热室内侧玻璃与室外侧玻璃之间的形成的中空腔内部空气；多个室外风口单元，分别设置在室外侧玻璃上，每个室外风口单元包含能够开启或关闭的室外风口；多个室内风口单元，分别设置在室内侧玻璃上，每个室内风口单元包含能够开启或关闭的室内风口；辐射传感单元，含有设置在窗框的室外侧外表面上的辐射传感器，用于探测室外直射辐射量；温度传感单元，含有分别设置在窗框的室外侧外表面的室外温度传感器及室内侧内表面上的室内温度传感器，用于探测室外温度及室内温度；以及控制部，根据室外直射辐射量、室外温度以及室内温度开启或关闭室外风口或室外风口，进而使得室内空气或室外空气通过中空腔实现多种模式下的预定方向的流动。

在本发明提供的绿色智能呼吸窗中，还可以具有这样的特征：其中，控制部还包含温度设定单元、判断单元以及控制单元，温度设定单元用于让使用者设定预定温度范围，判断单元通过将室外直射辐射量与零进行对比形成第一对比结果、通过将室外温度与预定温度范围的上限值进行对比形成第二对比结果、通过将室外温度与预定温度范围的下限值进行对比形成第三对比结果以及通过将室外温度与室内温度进行对比形成第四对比结果，控制单元根据第一对比结果、第二对比结果、第三对比结果以及第四对比结果开启或关闭室外风口或室外风口，进而使得室内空气或室外空气通过中空腔实现多种模式下的预定方向的流动。

在本发明提供的绿色智能呼吸窗中，还可以具有这样的特征：其中，预定温度范围为18℃-26℃。

在本发明提供的绿色智能呼吸窗中，还可以具有这样的特征：其中，多种模式包括寒冷季内循环加热模式、寒冷季通风加热模式、炎热季夜间蓄冷模式、过渡季通风模式、炎热季外循环降温模式以及寒冷季保温模式，当处于寒冷季内循环加热模式时，控制单元将操纵所有室外风口关闭并操纵所有室内风口开启进而使得室内空气进入中空腔内加热后回到室内，当处于寒冷季通风加热模式时，控制单元将操纵室外风口开启并操纵室内风口开启进而使得室外空气进入中空腔内加热后进到室内，当处于炎热季夜间蓄冷模式时，控制单元将操纵室外风口开启并操纵室内风口开启进而使得室外空气进入中空腔内冷却后进到室内，当处于过渡季通风模式时，控制单元将操纵室外风口开启并操纵室内风口开启进而使得室内空气进入中空腔内加热后进到室外，当处于炎热季外循环降温模式时，控制单元将操纵所有室外风口单元并操纵所有室内风口关闭进而使得室外空气进入中空腔内加热后回到室外，当处于寒冷季保温模式时，控制单元将操纵所有室外风口与所有室内风口关闭。

在本发明提供的绿色智能呼吸窗中，还可以具有这样的特征：其中，室外风口单元还包含与室外风口枢轴连接的室外活页以及与室外活页连接的室外风口驱动电机，室内风口单元还包含与室内风口枢轴连接的室内活页以及与室内活页连接的室内风口驱动电机。

在本发明提供的绿色智能呼吸窗中，还可以具有这样的特征：其中，室内侧玻璃与室外侧玻璃的玻璃类型为普通玻璃、钢化玻璃、着色玻璃、防火玻璃或者低辐射玻璃中的任意一种。

在本发明提供的绿色智能呼吸窗中，还可以具有这样的特征：其中，窗框的室外侧外表面上设置有与室外温度传感器对应的半封闭式的遮阳盒，遮阳盒用于容纳室外温度传感器。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的绿色智能呼吸窗，设置在建筑外墙上，包括窗框以及设置在该窗框内的室内侧玻璃与室外侧玻璃。

因为本发明的绿色智能呼吸窗包括设置在室外侧玻璃外表面上的太阳能光伏板、太阳能光伏板能将太阳光辐射转化为热能用于加热室内侧玻璃与室外侧玻璃之间的形成的中空腔内部空气，所以太阳能光伏板能使中空腔内的空气温度高于中空腔外的空气，进而使得中空腔内外空气密度不同而产生预定方向的空气流动。

因为本发明的绿色智能呼吸窗还包括多个包含室外风口的室外风口单元、多个包含室内风口的室内风口单元、用于探测太阳光辐射量的辐射传感单元、用于探测室外温度及室内温度的温度传感单元以及控制部，所以，控制部能根据室外直射辐射量、室外温度以及室内温度的不同情况开启或关闭室外风口或室外风口，进而使得室内外空气实现多种模式下的预定方向的流动。

综上，本发明的绿色智能呼吸窗在控制部的控制下实现多种模式下室内外空气预定方向的流动，从而增强了室内保温蓄冷能力，智能调节室内温度的同时又能具有节能效果。

附图说明

图1是本发明的实施例中的绿色智能呼吸窗的主视图；

图2是本发明的实施例中的绿色智能呼吸窗的侧视图；

图3是本发明的实施例中控制部的示意图；

图4是本发明运行寒冷季内循环加热模式的绿色智能呼吸窗的示意图；

图5是本发明运行寒冷季通风加热模式的绿色智能呼吸窗的示意图；

图6是本发明运行炎热季夜间蓄冷模式的绿色智能呼吸窗的示意图；

图7是本发明运行过渡季通风模式的绿色智能呼吸窗的示意图；

图8是本发明运行炎热季外循环降温模式的绿色智能呼吸窗的示意图；以及

图9是本发明运行寒冷季保温模式的绿色智能呼吸窗的示意图；

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的绿色智能呼吸窗作具体阐述。

图1是本发明的实施例中的绿色智能呼吸窗的主视图；图2是本发明的实施例中的绿色智能呼吸窗的侧视图。

如图1、图2所示，在本实施例中，绿色智能呼吸窗100设置在建筑外墙上，包括窗框k以及设置在窗框k内的室内侧玻璃b1与室外侧玻璃b2，室内侧玻璃b1或室外侧玻璃b2的玻璃类型可根据实际需求采用普通玻璃、钢化玻璃、着色玻璃、防火玻璃或者低辐射玻璃中的任意一种。

绿色智能呼吸窗100包括太阳能光伏板10、多个室外风口单元20、多个室内风口单元30、辐射传感单元40、温度传感单元50以及控制部60。

太阳能光伏板10设置在室外侧玻璃b2的外表面上，用于将室外的太阳光辐射转化为电能及热能，转化的电能用于为多个室外风口单元20、多个室内风口单元30以及控制部60提供能源。转化的热能用于加热室内侧玻璃b1与室外侧玻璃b2之间形成的中空腔c内部空气，使得中空腔c内部空气温度高于中空腔c外部空气温度。

多个室外风口单元20分别设置在室外侧玻璃b2上。在本实施例中，室外风口单元20的数量为两个，分别设置在室外侧玻璃b2的上下两端。

每个室外风口单元20包含室外风口、室外活页21以及室外风口驱动电机(附图中未标出)。

室外风口为通风口。在本实施例中，室外风口的数量为一个，形状为矩形。

室外活页21通过枢轴连接在室外风口的边缘，形状大小与室外风口相配合。

室外风口驱动电机(附图中未标出)与室外活页21连接。具体连接为：室外风口驱动电机(附图中未标出)的输出轴通过齿轮与枢轴啮合，通过启动室外风口驱动电机(附图中未标出)可驱动枢轴转动进而带动室外活页21转动进而使得室外风口开启至多种角度或关闭。可以通过改变室外活页21与室外风口的连接位置改变室外风口的开启形式，如室外活页21与室外风口的连接位置位于室外风口上边缘时，室外风口的开启形式为上悬开启形式、如室外活页21与室外风口的连接位置位于室外风口下边缘时，室外风口的开启形式为下悬开启形式、如室外活页21与室外风口的连接位置位于室外风口侧边缘时，室外风口的开启形式为推拉开启形式。在本实施例中，设置在室外侧玻璃b2的上端的室外风口的开启形式为上悬开启形式，设置在室外侧玻璃b2的下端的室外风口的开启形式为下悬开启形式，枢轴均固定安装在窗框k的边缘上。

多个室内风口单元30分别设置在室内侧玻璃b1上。在本实施例中，室内风口单元30的数量为两个，设置在室内侧玻璃b1的上下两端。

每个室内风口单元30包含室内风口、室内活页31以及室内风口驱动电机(附图中未标出)。

在本实施例中，室内风口的数量为一个，形状为矩形。

室内活页31通过枢轴连接在室内风口的边缘，形状大小与室内风口相配合。

室内风口驱动电机(附图中未标出)与室内活页31连接，具体连接为：室内风口驱动电机(附图中未标出)的输出轴通过齿轮与枢轴啮合，通过启动室内风口驱动电机(附图中未标出)可驱动枢轴转动进而带动室内活页31转动进而使得室内风口开启至多种角度或关闭。可以通过改变室内活页31与室内风口的连接位置改变室内风口的开启形式，如室内活页31与室内风口的连接位置位于室内风口上边缘时，室内风口的开启形式为上悬开启形式、如室内活页31与室内风口的连接位置位于室内风口下边缘时，室内风口的开启形式为下悬开启形式、如室内活页31与室内风口的连接位置位于室内风口侧边缘时，室内风口的开启形式为推拉开启形式。在本实施例中，设置在室内侧玻璃b1的上端的室内风口的开启形式为上悬开启形式，设置在室内侧玻璃b1的下端的室内风口的开启形式为下悬开启形式，枢轴均固定安装在窗框k的边缘上。

辐射传感单元40含有辐射传感器41。

辐射传感器41设置在窗框k的室外侧外表面上，用于探测室外直射辐射量。在本实施例中，辐射辐射传感器41的数量为2个，分别设置在室外侧玻璃b2的上下两侧的窗框k上。

温度传感单元50含有室外温度传感器51以及室内温度传感器52，

室外温度传感器51设置在窗框k的室外侧外表面，用于探测室外温度。具体安装方式为：在窗框k的室外侧外表面上设置有与室外温度传感器51对应的半封闭式的遮阳盒(附图中未标出)，遮阳盒(附图中未标出)固定连接在窗框k上且其上设置有与环境相通的开口，室外温度传感器51固定连接在遮阳盒(附图中未标出)内，这样可以在探测室外温度的同时避免室外温度传感器51被阳光直射，提高了室外温度传感器51探测室外温度的准确性的同时也延长了其使用寿命。在本实施例中，遮阳盒(附图中未标出)与室外温度传感器51数量均为一个，遮阳盒(附图中未标出)固定连接在在窗框k的室外侧下部表面。

室内温度传感器52分别设置在窗框k的室内侧内表面，用于探测室内温度。在本实施例中，室外温度传感器52数量为一个，固定连接在在窗框k的室内侧下部表面。

图3是本发明的实施例中控制部的示意图。

如图3所示，控制部60根据室外直射辐射量、室外温度以及室内温度开启或关闭室外风口或室外风口，进而使得室内空气或室外空气通过中空腔实现多种模式下的预定方向的流动。

控制部60包含温度设定单元61、判断单元62以及控制单元63。

温度设定单元61用于让使用者设定预定温度范围，通过设定预定温度范围的上限值与下限值实现。

在本实施例中，温度设定单元61含有多个按键以及数码显示屏，温度范围设定通过若干可按压按键与数码显示屏结合实现。预定温度范围的上限值为26℃，预定温度范围的下限值为18℃。

判断单元62通过将室外直射辐射量与零进行对比形成第一对比结果、通过将室外温度与预定温度范围的上限值进行对比形成第二对比结果、通过将室外温度与预定温度范围的下限值进行对比形成第三对比结果以及通过将室外温度与室内温度进行对比形成第四对比结果。

控制单元63根据第一对比结果、第二对比结果、第三对比结果以及第四对比结果开启或关闭室外风口或室外风口，进而使得室内空气或室外空气通过中空腔实现多种模式下的预定方向的流动。

多种模式包括寒冷季内循环加热模式、寒冷季通风加热模式、炎热季夜间蓄冷模式、过渡季通风模式、炎热季外循环降温模式以及寒冷季保温模式。

图4是本发明运行寒冷季内循环加热模式的绿色智能呼吸窗的示意图。

如图4所示，当判断单元62判断室外太阳光辐射量不为零且室外温度小于预定温度范围的下限值时，控制单元63控制绿色智能呼吸窗100以寒冷季内循环加热模式运行，此时控制单元63将操纵所有室外风口关闭并操纵所有室内风口开启进而使得室内空气进入中空腔c内加热后回到室内。这样，一方面能够起到提高室内空气温度的作用，另一方面能够减少从室内流向室外的热量，减少室内热量的损耗从而起到节能目的。在本实施例中，当绿色智能呼吸窗100处于寒冷季内循环加热模式时，分别位于室内侧玻璃b1上下两端的室内风口同时开启，室内空气从下端室内风口流进中空腔c加热后从上端室内风口回到室内。

图5是本发明运行寒冷季通风加热模式的绿色智能呼吸窗的示意图。

如图5所示，当判断单元62判断室外太阳光辐射量不为零，室外温度不小于预定温度范围的下限值、室外温度不大于预定温度范围的上限值以及室外温度不大于室内温度时，控制单元63控制绿色智能呼吸窗100以寒冷季通风加热模式运行，此时控制单元63将操纵室外风口开启并操纵室内风口开启进而使得室外空气进入中空腔c内加热后进到室内。这样，一方面使得中空腔c内空气温度升高，与室内空气产生热对流运动，将加热后的空气送入室内，起到通风效果；另一方面使室内侧玻璃b1外表面温度高于内表面温度，减少室内空气通过玻璃向室外传热，降低热损耗。在本实施例中，当绿色智能呼吸窗100处于寒冷季通风加热模式时，位于室外侧玻璃b2下端的室外风口及位于室内侧玻璃b1上端的室内风口同时开启，室外空气从室外侧玻璃b2下端的室外风口流进中空腔c加热后从室内侧玻璃b1上端的室内风口进到室内。

图6是本发明运行炎热季夜间蓄冷模式的绿色智能呼吸窗的示意图。

如图6所示，当判断单元62判断室外太阳光辐射量为零，室外温度不小于预定温度范围的下限值、室外温度不大于预定温度范围的上限值以及室外温度小于室内温度时，控制单元63控制绿色智能呼吸窗100以炎热季夜间蓄冷模式运行，造成室外温度小于室内的原因为夜晚高空空气温度较低且室内存在生物热源或/及物理热源等，此时控制单元63将操纵室外风口开启并操纵室内风口开启进而使得室外空气进入中空腔c内通过与光伏板/外侧玻璃的对流换热冷却后进到室内。这样，由于中空腔c中空气温度降低，与室内热空气产生热对流运动，从而使室外空气流入室内从而达到降低室内温度，并且加强了自然通风，给室内带来自然冷源。在本实施例中，当绿色智能呼吸窗100处于炎热季夜间蓄冷模式时，位于室外侧玻璃b2上端的室外风口及位于室内侧玻璃b1下端的室内风口同时开启，室内空气从室外侧玻璃b2下端的室外风口流进中空腔c经光伏板的对流换热冷却后从室内侧玻璃b1下端的室内风口进到室内。

图7是本发明运行过渡季通风模式的绿色智能呼吸窗的示意图。

如图7所示，当判断单元62判断室外太阳光辐射量不为零，室外温度不小于预定温度范围的下限值、室外温度不大于预定温度范围的上限值以及室外温度大于室内温度时，控制单元63控制绿色智能呼吸窗100以过渡季通风模式运行，此时控制单元63将操纵室外风口开启并操纵室内风口开启进而使得室内空气进入中空腔内加热后进到室外。这样，中空腔c中空气温度升高，与室内空气产生热对流运动，使得室内空气进入中空腔c加热后排到室外，能够保持通风进而使室内空气新鲜，起到改善室内环境质量的作用。在本实施例中，当绿色智能呼吸窗100处于过渡季通风模式时，位于室外侧玻璃b2上端的室外风口及位于室内侧玻璃b1下端的室内风口同时开启，室内空气从室内侧玻璃b1下端的室内风口流进中空腔c加热后从室外侧玻璃b2上端的室外风口流到室外，室外空气通过房间其它位置的缝隙流入室内进行补充，起到通风和降温的作用。

图8是本发明运行炎热季外循环降温模式的绿色智能呼吸窗的示意图。

如图8所示，当判断单元62判断室外太阳光辐射量不为零且室外温度大于预定温度范围的上限值时，控制单元63控制绿色智能呼吸窗100以炎热季外循环降温模式运行，此时控制单元63将操纵所有室外风口并操纵所有室内风口关闭进而使得室外空气进入中空腔内加热后回到室外。这样，使室外空气进入中空腔c加热后排回至室外，从而加强中空腔c中的空气流动，一定程度上降低室内侧玻璃b1外表面温度进而减少了室内侧玻璃b1与室内的热传导。在本实施例中，当绿色智能呼吸窗100处于炎热季外循环降温模式时，分别位于室外侧玻璃b2上下两端的室外风口同时开启，室外空气从下端室外风口流进中空腔c加热后从上端室外风口回到室外。

图9是本发明运行寒冷季保温模式的绿色智能呼吸窗的示意图。

如图9所示，当判断单元62判断室外太阳光辐射量为零且室外温度小于预定温度范围的下限值时，控制单元63控制绿色智能呼吸窗100以寒冷季保温模式运行，此时控制单元63将操纵所有室外风口与所有室内风口关闭。这样，中空腔c起到热绝缘的作用，减缓了寒冷季节夜间室内热量损失状况从而达到室内保温作用。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的绿色智能呼吸窗，设置在建筑外墙上，包括窗框以及设置在该窗框内的室内侧玻璃与室外侧玻璃。

因为本实施例的绿色智能呼吸窗包括设置在室外侧玻璃外表面上的太阳能光伏板、太阳能光伏板能将太阳光辐射转化为热能，用于加热室内侧玻璃与室外侧玻璃之间的形成的中空腔内部空气，所以太阳能光伏板能使中空腔内的空气温度高于中空腔外的空气，进而使得中空腔内外空气密度不同而产生预定方向的空气流动。

因为本实施例的绿色智能呼吸窗还包括多个包含室外风口的室外风口单元、多个包含室内风口的室内风口单元、用于探测太阳光辐射量的辐射传感单元、用于探测室外温度及室内温度的温度传感单元以及控制部，所以，控制部能根据室外直射辐射量、室外温度以及室内温度的不同情况开启或关闭室外风口或室外风口，进而使得室内外空气实现多种模式下的预定方向的流动。

综上，本实施例的绿色智能呼吸窗在控制部的控制下实现多种模式下室内外空气预定方向的流动，从而增强了室内保温蓄冷能力，智能调节室内温度的同时又能具有节能效果。

此外，本实施例的绿色智能呼吸窗的控制部因为还包含温度设定单元、判断单元以及控制单元，温度设定单元用于让使用者设定预定温度范围，判断单元通过将室外直射辐射量与零进行对比形成第一对比结果、通过将室外温度与预定温度范围的上限值进行对比形成第二对比结果、通过将室外温度与预定温度范围的下限值进行对比形成第三对比结果以及通过将室外温度与室内温度进行对比形成第四对比结果，控制单元根据第一对比结果、第二对比结果、第三对比结果以及第四对比结果开启或关闭室外风口或室外风口，进而使得室内空气或室外空气通过中空腔实现多种模式下的预定方向的流动。因此控制部可以根据室外太阳光辐射量的有无、室外环境温度与预定温度范围的对比情况以及室内外环境温度的对比情况灵活的切换绿色智能呼吸窗的多种模式以更好的达到节能减排的效果。

另外，本实施例的绿色智能呼吸窗的室内侧玻璃与室外侧玻璃因为采用普通玻璃、钢化玻璃、着色玻璃、防火玻璃或者低辐射玻璃中的任意一种，因此可以相对不同环境要求对玻璃进行灵活的选材。

进一步地，本实施例的绿色智能呼吸窗的窗框的室外侧外表面上设置有多个与室外温度传感器分别对应的半封闭式的遮阳盒，遮阳盒用于容纳室外温度传感器。因此可以避免室外温度传感器被阳光直射且能保持无阻碍地探测室外温度，提高了室外温度传感器探测室外温度的准确性并延长了其使用寿命。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围，本领域普通技术人员在所附权利要求范围内不需要创造性劳动就能做出的各种变形或修改仍属本专利的保护范围。