一种冬夏两用分光谱调控定向热通节能玻璃窗制造技术

一种冬夏两用分光谱调控定向热通节能玻璃窗，包含外窗框、内窗框和光谱调控玻璃体；所述光谱调控玻璃体包含一层分光玻璃和两层普通玻璃，一层分光玻璃和两层普通玻璃依次间隔设置，并封装在内窗框中，分光玻璃与普通玻璃之间、两个普通玻璃之间形成中空层，内窗框可转动地设置在外窗框中，且二者能相互贴合，分光玻璃为掺混有氧化镝锡、氧化钨铯和二氧化钛三种纳米颗粒的透明玻璃，所述分光玻璃具有对紫外线和近红外线的高吸收特性以及对可见光的高透过特性。本发明专利技术通过分光玻璃将不同波段的太阳光分离，通过内窗框翻转，可实现夏季和冬季双效使用，实现了对太阳能光热的独立调控。控。控。

【技术实现步骤摘要】
一种冬夏两用分光谱调控定向热通节能玻璃窗


[0001]本专利技术涉及太阳能高效利用的建筑节能技术，具体涉及一种冬夏两用分光谱调控定向热通节能玻璃窗。

技术介绍

[0002]窗户作为建筑的透明维护结构，其对建筑负荷影响巨大。从控制建筑室内光热环境角度出发，冬季需要尽可能将太阳光的全部能量引入室内，以降低室内热负荷；夏季则期望在不影响室内自然采光的前提下，减少通过窗户进入室内的太阳光能量，降低空调冷负荷。太阳光谱能量主要集中在300
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3000nm波长范围内，其中380
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760nm波长为可见光部分。如果考虑建筑在夏季的隔热需求，需要将可见光之外波段隔绝于室外(即过滤其他波段光谱能量)以实现透过可见光的同时降低室内冷负荷。然而，现有节能玻璃窗主要依靠表面镀膜技术来反射红外线，降低进入室内的太阳辐射得热。这种设计可以降低夏季建筑冷负荷，但是对冬季建筑内太阳辐射得热将产生负面影响。另一方面，现有的玻璃镀膜存在易氧化、易脱落、制作成本高昂的缺点。

技术实现思路

[0003]本专利技术为克服现有技术，提供一种结构紧凑、布局合理的冬夏两用分光谱调控定向热通型建筑节能玻璃窗。
[0004]一种冬夏两用分光谱调控定向热通节能玻璃窗，包含外窗框、内窗框和光谱调控玻璃体；所述光谱调控玻璃体包含一层分光玻璃和两层普通玻璃，一层分光玻璃和两层普通玻璃依次间隔设置，并封装在内窗框中，分光玻璃与普通玻璃之间、两个普通玻璃之间形成中空层，内窗框可转动地设置在外窗框中，且二者能相互贴合，分光玻璃为掺混有氧化镝锡、氧化钨铯和二氧化钛三种纳米颗粒的透明玻璃，所述分光玻璃具有对紫外线和近红外线的高吸收特性以及对可见光的高透过特性。
[0005]本专利技术相比现有技术的有益效果是：
[0006](1)本专利技术将纳米颗粒嵌入玻璃介质中，能够对太阳光光谱选择性吸收/透过，实现了太阳能光热分离。相比传统膜材料反射红外线，本专利技术的纳米颗粒可吸收红外线和紫外线。
[0007](2)传统膜材料只是隔绝了红外线部分能力，不利于冬季利用，本专利技术设计可旋转的内窗框，可根据室内用热需求调整分光玻璃的位置，夏季将分光玻璃置于室外侧，可降低室内冷负荷，冬季将分光玻璃置于室内侧，可实现建筑对太阳辐射得热的高效吸收，实现了热量按照期望途径传递，实现定向热通。
[0008]下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步地说明：
附图说明
[0009]图1为本专利技术的冬夏两用分光谱调控定向热通节能玻璃窗的立体示意图；
[0010]图2为光谱调控玻璃体的布置示意图；
[0011]图3为内窗框及光谱调控玻璃体的半剖视图；
[0012]图4为分光玻璃的局部示意图；
[0013]图5为本专利技术玻璃窗冬夏两用的运行模式图。
具体实施方式
[0014]参见图1
‑
图3所示，本实施方式一种冬夏两用分光谱调控定向热通节能玻璃窗包含外窗框6、内窗框5和光谱调控玻璃体；
[0015]所述光谱调控玻璃体包含一层分光玻璃1和两层普通玻璃3，一层分光玻璃1和两层普通玻璃3依次间隔设置，并封装在内窗框5中，分光玻璃1与普通玻璃3之间、两个普通玻璃3之间形成中空层2，内窗框5可转动地设置在外窗框6中，且二者能相互贴合，分光玻璃1为掺混有氧化镝锡、氧化钨铯和二氧化钛三种纳米颗粒的透明玻璃，所述分光玻璃1具有对紫外线和近红外线的高吸收特性以及对可见光的高透过特性。通过在高透玻璃中嵌入纳米颗粒以吸收太阳光中紫外线和红外线波段能量，实现日光中可见光波段和非可见光波段的分离与独立控制。利用内窗框翻转设计实现玻璃吸收非可见光波段能量的定向传递，以解决建筑玻璃窗在冬季和夏季同时使用的双效需求。通过分光玻璃将不同波段的太阳光分离和内窗框翻转，可实现夏季和冬季双效使用，在夏季即可满足室内自然采光，又可降低室内冷负荷；冬季可将全部太阳辐射能量引入室内，同时可提升室内近窗区的局部热舒适性。通过对太阳能光谱的有序利用，实现了对太阳能光热的独立调控。
[0016]通常，普通玻璃为石英玻璃，对太阳光全光谱具有高透过率。外窗框6固定于建筑墙体上，内窗框5通过旋转轴承与外窗框6相连，实现旋转。中控层2内充空气或惰性气体，以降低玻璃窗的总传热系数。
[0017]进一步地，密封条8设于外窗框6内表面与内窗框5外表面，在内窗框5旋转至与外窗框6平齐时，内外的密封条8受挤压而相互贴合，隔绝室内外空气流通。内窗框5通过转轴4与外窗框6转动连接，在内窗框5旋转至与外窗框6平齐时，内窗框5通过设置在外窗框6上可转动的卡锁7锁紧。
[0018]进一步地，如图4所示，所述分光玻璃1由叠压在一起的分光夹层1
‑
2和布置于分光夹层1
‑
2两侧的保护层1
‑
1组成，分光夹层1
‑
2为由透明的聚乙烯醇缩丁醛混合三种纳米颗粒制成，两个保护层1
‑
1为石英玻璃层。
[0019]较佳地，所述分光玻璃中，分光夹层1
‑
2包含以质量百分比计的如下纳米颗粒组分：氧化镝锡：0.025％，氧化钨铯：0.005％，二氧化钛：0.008％。分光玻璃由三层结构组成，从里到外依次为保护层、分光夹层、保护层。保护层作为玻璃基层，其材质为普通石英玻璃，分光夹层为透明的聚乙烯醇缩丁醛混合纳米颗粒制成。纳米颗粒选用氧化镝锡(ATO)、氧化钨铯(CTO)以及TiO2纳米颗粒的混合物。当颗粒与聚乙烯醇缩丁醛混合时，氧化镝锡的质量分数为0.025％，氧化钨铯的质量分数为0.005％，TiO2纳米颗粒质量分数为0.008％，聚乙烯醇缩丁醛质量分数：99.962％。按照玻璃制作标准，最终制成的分光玻璃的保护层的厚度为2mm，分光夹层的厚度为0.76mm。
[0020]图5所示为冬夏两季运行模式，在夏季可在满足自然采光的需求下减小建筑冷负荷。通过旋转内窗框5，在夏季将分光玻璃1置于室外侧，日光透过分光玻璃时，其紫外线和
红外线波段的能量被分光玻璃吸收，进入室内的仅是可见光部分，室外侧分光玻璃1收集的热量通过对流换热向室外散失，可实现自然采光的同时减少室内太阳能得热。在冬季可减小建筑热负荷，同时改善室内因近窗区域温度较低而引起的局部温度不均匀问题，通过旋转内窗框5，将分光玻璃1置于室内侧，由于分光玻璃1对太阳能中近红外线和紫外线波段能量的吸收，分光玻璃1温度升高，向室内供给热量，降低室内热负荷的同时改善近窗区域低温环境。
[0021]在集成现有节能窗隔热、采光的同时，能有效减少建筑冷热负荷，对环境保护和能源节约具有重大意义。适应了生态建设，通过对太阳能不同光谱波段的独立控制，实现了太阳能光谱的有序利用，有着良好的经济效益和广阔的应用前景。
[0022]本专利技术已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本专利技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及
技术实现思路
做出些许的更动或修饰为等同变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冬夏两用分光谱调控定向热通节能玻璃窗，其特征在于：包含外窗框(6)、内窗框(5)和光谱调控玻璃体；所述光谱调控玻璃体包含一层分光玻璃(1)和两层普通玻璃(3)，一层分光玻璃(1)和两层普通玻璃(3)依次间隔设置，并封装在内窗框(5)中，分光玻璃(1)与普通玻璃(3)之间、两个普通玻璃(3)之间形成中空层(2)，内窗框(5)可转动地设置在外窗框(6)中，且二者能相互贴合，分光玻璃(1)为掺混有氧化镝锡、氧化钨铯和二氧化钛三种纳米颗粒的透明玻璃，所述分光玻璃(1)具有对紫外线和近红外线的高吸收特性以及对可见光的高透过特性。2.根据权利要求1所述一种冬夏两用分光谱调控定向热通节能玻璃窗，其特征在于：所述分光玻璃(1)由叠压在一起的分光夹层(1
‑
2)和布置于分光夹层(1
‑
2)两侧的保护层(1
‑
1)组成，分光夹层(1
‑
2)为由透明的聚乙烯醇缩丁醛混合所述三种纳米颗粒制成，两个保护层(1
‑
1)为石英玻璃层。3.根据权利要求2所述一种冬夏两用分...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈朝，张春晓，蒲积宏，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：