一种用于节能建筑的新能源智能视窗系统和室内环境控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种节能建筑的新能源智能视窗系统，在两侧保留传统窗户，中间是视窗温控系统，嵌入保温层，提高窗户的隔热保温性能；视窗温控系统中，电加热膜、风阀和通风隔板组成热驱动空气循环系统，通过四种通风方式智能调控室内温度和通风；通过液晶显示屏的四种显示模式，实现对窗外景色、放大监控、休闲视频和休息音频的选择；通过风力发电机和太阳能板分别将风能和太阳能转化为电能，实现新能源的利用。本发明专利技术将传统窗户与太阳能与风力发电、液晶显示屏、热驱动空气循环系统相结合，既保留了传统窗户的采光照明、通风换气功能，又具备隔热保温、新能源利用、智能调温功能，具有降低建筑能耗、改善室内通风、周边可再生能源利用等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于节能建筑的新能源智能视窗系统和室内环境控制方法
本专利技术涉及一种用于节能建筑的新能源智能视窗系统和室内环境控制方法。
技术介绍
门窗作为建筑结构中不可缺少的部件，是室内与室外联系的重要环节。好的建筑设计，要求门窗既满足采光照明，又达到防晒遮阳；既满足通风换气，又实现保温隔音，同时还需具有一定装饰作用，以提高室内外视觉美感。在建筑能耗中，夏天以空调能耗为主，冬天以供暖能耗为主。随着我国北方地区冬季供暖形势越来越严峻，建筑耗能量已达到社会总耗能的30％～40％；其中，通过门窗损失的热量是墙体的4倍、屋顶的5倍、地面的20倍，约占建筑围护部件总能耗的40％～50％，因此，门窗虽然所占面积比重不大，但却是建筑节能中的薄弱环节，门窗节能已成为建筑节能的一个重要发展方向。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供一种节能建筑的新能源智能视窗系统，该系统既保留了传统窗户的采光照明、通风换气、观察监视功能，又具备隔热保温、智能调温、视频监控、新能源利用功能。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于节能建筑的新能源智能视窗系统，其特征在于包括：智能视窗主体，其包括：窗框，设置在窗框的中部的视窗温控系统，和视窗温控系统的左右两侧的一对通风窗，所述视窗温控系统块包括电力模块和视窗模块；所述电力模块位于视窗温控系统的下部，包括蓄电池组、发电控制系统和配电控制系统；所述视窗模块包括由内至外的4层，其中：第一层包括液晶显示屏、上部内风阀和下部内风阀，液晶显示屏位于中间，上部内风阀位于液晶显示屏的上部，下部内风阀位于液晶显示屏的下部；第二层包括通风隔板和电加热膜；第三层包括多层隔热膜，用于提高隔热保温性能，降低热量损失，其中，第一层、第二层、第三层一起限定了竖直方向的风道；第四层包括太阳能板、上部外风阀、下部外风阀、多个摄像头和室外温度传感器，其中，太阳能板位于中间，上部外风阀位于太阳能板的上部，下部外风阀位于太阳能板的下部，所述多个摄像头被嵌入太阳能板内，室外温度传感器嵌入太阳能板内。附图说明图1是本专利技术外观图。图2是本专利技术爆炸图。图3是本专利技术能量供给系统。图4是自然通风方式的4种通风模式。图5是智能通风控制系统。图6是液晶显示屏信号控制系统。附图标号说明1窗框2传统通风窗3蓄电池组4发电控制系统5配电控制系统6多层隔温层7太阳能板8-1上部外风阀8-2下部外风阀8-3上部内风阀8-4下部内风阀9摄像头10-1室外温度传感器10-2室内温度传感器11电加热膜12通风隔板13液晶显示屏14风力发电机具体实施方式根据本专利技术的一个实施例的一种节能建筑的新能源智能视窗系统的外观如图1所示，其结构如图2所示，包括风力发电机1和智能视窗主体两部分；所述风力发电机14被置于节能建筑的屋顶，用于将风能转化为电能；所述智能视窗主体包括窗框1、左右传统通风窗2和中间的视窗温控系统；窗框1的左右两侧竖梁上分别安装有一个室内温度传感器10-2；传统通风窗2，用于强制通风；视窗温控系统包括电力模块和视窗模块；所述电力模块位于视窗温控系统的下部，包括蓄电池组3、发电控制系统4和配电控制系统5；所述视窗模块由内至外分为4层。第一层包括液晶显示屏13、上部内风阀8-3和下部内风阀8-4；其中，液晶显示屏13位于中间，上部内风阀8-3位于液晶显示屏13的上部，下部内风阀8-4位于液晶显示屏13的下部。第二层包括通风隔板12和电加热膜11。第三层是多层隔热膜6；第一层、第二层、第三层一起限定了多个竖直方向的风道；第四层包括太阳能板7、上部外风阀8-1、下部外风阀8-2、多个摄像头9和室外温度传感器10-1，其中，太阳能板7位于中间，上部外风阀8-1位于太阳能板7的上部，下部外风阀8-2位于太阳能板7的下部，嵌入太阳能板内，室外温度传感器10-1嵌入太阳能板内。在根据本专利技术的一个实施例中，共设有多个摄像头9。根据本专利技术的一种节能建筑的新能源智能视窗系统的能量供给系统图3所示，其包括5部分，分别是发电系统、发电控制系统、蓄电池组、配电控制系统和负载；所述发电系统包括太阳能板和风机，当阳光充足时优先采用太阳能板发电，当阳光不足，优先采用风机发电；所述发电控制系统包括光伏控制器和风机控制器，分别对太阳能板和风机产生的电能进行调制，并存入蓄电池组；所述配电控制系统是电力控制与分配网络，负责控制各个负载的电力供应；所述负载包括风阀驱动电机、液晶显示屏、电加热膜、摄像头和温度传感器。其中，风阀驱动电机用于驱动风阀的开启和关闭。根据本专利技术的一种节能建筑的新能源智能视窗系统的通风方式包括强制通风和自然通风；其中，自然通风包括图4所示的4种通风模式：自然进风模式、自然出风模式、加热进风模式和加热内循环模式；通风模式通过图5的智能通风控制系统实现。图5中，室内温度传感器是监测室内温度的装置，室外温度传感器是监测室外温度的装置，两者为智能温控的实现提供温度信号；图5中，控制单元的四种工作模式如下：自然进风模式：控制单元关闭上部外风阀8-1和下部内风阀8-4，打开下部外风阀8-2和上部内风阀8-3，此时室外空气低温空气从下部外风阀8-2引入，进入竖直风道，利用液晶显示屏13的余温加热空气，空气受热上升，从上部内风阀8-3进入室内，从而提高室内温度；自然出风模式：控制单元闭下部外风阀8-2和上部内风阀8-3，打开上部外风阀8-1和下部内风阀8-4；此时室内空气低温空气从下部内风阀8-4引入，进入竖直风道，利用液晶显示屏13的余温加热，空气受热上升，从上部外风阀8-1排到室外，降低室内温度；加热进风模式：控制单元关闭上部外风阀8-1和下部内风阀8-4，打开下部外风阀8-2和上部内风阀8-3；此时室外空气低温空气从下部外风阀8-2引入，进入竖直风道，利用电加热膜11加热，空气受热上升，从上部内风阀8-3进入室内，提高室内温度；加热内循环模式：控制单元关闭上部外风阀8-1和下部外风阀8-2，打开上部内风阀8-3和下部内风阀8-4；此时室内空气低温空气从下部内风阀8-4引入，进入竖直风道，利用电加热膜11加热，空气受热上升，从上部内风阀8-3返回室内，提高室内温度。以上四种工作模式中，人员可选择其中一种；也可设定温度，由智能视窗系统自动根据情况自动选择与切换。应用例1：房间长时间封闭后，人员首次进入房间时，室内空气质量较差，人员可手动打开智能视窗系统的两侧窗户2，通过室内室外空气的直接对流，实现快速强制通风，更新室内空气；当室内空气变得新鲜后，人员手动关闭两侧窗户2，并设定温度，启动智能通风控制系统，控制单元会依据人员设定温度和室外温度传感器10-1、室温内度传感器10-2所监测温度，自动切换工作模式，控制风阀8-1、8-2、8-3、8-4的开关角度，实现通风量的智能变化，控制电加热膜11的启动与关闭，实现室内温度的自动控制；应用例2：房间内空气好，房间外空气差，且需要提高室内温度时，操作者设定加热内循环，开启智能通风控制系统，强制关闭外风阀8-1和8-2，开启内风阀8-3和8-4，开启电加热膜11，实现室内温度的强制加热。根据本专利技术的一个实施例的一种节能建筑的新能源智能视窗系统的液晶显示屏13的显示内容由影像管理系统控制，如图6所示，可显示室外监控、有线电视、WIFI和存储系统内容；图6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于节能建筑的新能源智能视窗系统，其特征在于包括：智能视窗主体，其包括：窗框(1)，设置在窗框(1)的中部的视窗温控系统，和视窗温控系统的左右两侧的一对通风窗(2)，所述视窗温控系统包括电力模块和视窗模块；所述电力模块位于视窗温控系统的下部，包括蓄电池组(3)、发电控制系统(4)和配电控制系统(5)包括；所述视窗模块包括由内至外的四层，其中：第一层包括液晶显示屏(13)、上部内风阀(8‑3)和下部内风阀(8‑4)，液晶显示屏(13)位于中间，上部内风阀(8‑3)位于液晶显示屏(13)的上部，下部内风阀(8‑4)位于液晶显示屏(13)的下部；第二层包括通风隔板(12)和电加热膜(11)；第三层包括多层隔热膜(6)，用于提高隔热保温性能，降低热量损失，其中，第一层、第二层、第三层一起限定了竖直方向的风道；第四层包括太阳能板(7)、上部外风阀(8‑1)、下部外风阀(8‑2)、多个摄像头(9)和室外温度传感器(10‑1)，其中，太阳能板(7)位于中间，上部外风阀(8‑1)位于太阳能板(7)的上部，下部外风阀(8‑2)位于太阳能板(7)的下部，所述多个摄像头(9)被嵌入太阳能板内，室外温度传感器(10‑1)嵌入太阳能板内。...

【技术特征摘要】
1.一种用于节能建筑的新能源智能视窗系统，其特征在于包括：智能视窗主体，其包括：窗框(1)，设置在窗框(1)的中部的视窗温控系统，和视窗温控系统的左右两侧的一对通风窗(2)，所述视窗温控系统包括电力模块和视窗模块；所述电力模块位于视窗温控系统的下部，包括蓄电池组(3)、发电控制系统(4)和配电控制系统(5)包括；所述视窗模块包括由内至外的四层，其中：第一层包括液晶显示屏(13)、上部内风阀(8-3)和下部内风阀(8-4)，液晶显示屏(13)位于中间，上部内风阀(8-3)位于液晶显示屏(13)的上部，下部内风阀(8-4)位于液晶显示屏(13)的下部；第二层包括通风隔板(12)和电加热膜(11)；第三层包括多层隔热膜(6)，用于提高隔热保温性能，降低热量损失，其中，第一层、第二层、第三层一起限定了竖直方向的风道；第四层包括太阳能板(7)、上部外风阀(8-1)、下部外风阀(8-2)、多个摄像头(9)和室外温度传感器(10-1)，其中，太阳能板(7)位于中间，上部外风阀(8-1)位于太阳能板(7)的上部，下部外风阀(8-2)位于太阳能板(7)的下部，所述多个摄像头(9)被嵌入太阳能板内，室外温度传感器(10-1)嵌入太阳能板内。2.根据权利要求1所述的新能源智能视窗系统，其特征在于：所述视窗模块的电加热膜(11)、上部外风阀(8-1)、下部外风阀(8-2)、上部内风阀(8-3)、下部内风阀(8-4)和通风隔板(12)属于一个热驱动空气循环系统，用于实现室温的智能调控。3.根据权利要求2所述的新能源智能视窗系统，其特征在于所述新能源智能视窗系统具有四种自然通风模式：自然进风模式、自然出风模式、加热进风模式和加热内循环模式，其中：在所述自然进风模式下，通过控制单元的控制，关闭上部外风阀(8-1)和下部内风阀(8-4)，打开下部外风阀(8-2)和上部内风阀(8-3)，此时室外空气低温空气从下部外风阀(8-2)引入，进入竖直风道，利用液晶显示屏(13)的余温加热空气，空气受热上升，从上部内风阀(8-3)进入室内，从而提高室内温度；在所述自然出风模式下，通过控制单元的控制，关闭下部外风阀(8-2)和上部内风阀(8-3)，打开上部外风阀(8-1)和下部内风阀(8-4)；此时室内空气低温空气从下部内风阀(8-4)引入，进入竖直风道，利用液晶显示屏(13)的余温加热，空气受热上升，从上部外风阀(8-1)排到室外，降低室内温度；在所述加热进风模式下，通过控制单元的控制，关闭上部外风阀(8-1)和下部内风阀(8-4)，打开下部外风阀(8-2)和上部内风阀(8-3)；此时室外空气低温空气从下部外风阀(8-2)引入，进入竖直风道，利用电加热膜(11)加热，空气受热上升，从上部内风阀(8-3)进入室内，提高室内温度；在所述加热内循环模式下，通过控制单元的控制，关闭上部外风阀(8-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊强，李运泽，
申请(专利权)人：邢台职业技术学院，
类型：发明
国别省市：河北,13