一种翻转致变色的太阳能窗制造技术

一种翻转致变色的太阳能窗，它包含外窗框、内窗框、高透光玻璃、液态石蜡油、储液槽和硫酸铜水溶液；内窗框由外窗框支撑，且二者旋转连接，储液槽布置在内窗框的非支撑两边框的任意一个边框上，内窗框的非支撑两边框的另一个边框与储液槽之间封装有多层高透光玻璃，液态石蜡油充满在其中任意相邻两层高透光玻璃之间的间隙腔内，填充液态石蜡油的间隙腔与储液槽相通，其余相邻两层高透光玻璃之间的间隙腔与储液槽均不相通，填充液态石蜡油的间隙腔的体积小于等于储液槽的体积。本发明专利技术通过旋转窗框与重力流体组合设计，可通过翻转窗户实现窗户的动态光学性质调控，可同时满足建筑冬夏季对太阳辐射得热和采光的需求。季对太阳辐射得热和采光的需求。季对太阳辐射得热和采光的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种翻转致变色的太阳能窗


[0001]本专利技术涉及太阳能高效利用的建筑节能装置，具体涉及一种翻转致变色的太阳能窗。

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。
[0003]太阳光谱能量主要集中在300
‑
3000nm波长范围内，其中380
‑
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。光学性质可调的智能窗是实现以上目的的关键技术，现有智能窗技术主要包括热致变色，电致变色，光致变色等动态显色玻璃存在可见光透过率低，太阳辐射能力差，雾度高，结构复杂，生产成本高等缺点，难以大规模地应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术为克服现有技术，提供一种翻转致变色的太阳能窗。本专利技术使用两种互不相容、密度各异且透过率不同的流体组合，利用窗户翻转按需地将透明或非透明流体置于窗户夹层内，实现窗户透过率的调控，以解决建筑玻璃窗在冬季和夏季同时使用的双效需求。
[0005]一种翻转致变色的太阳能窗包含：外窗框、内窗框、高透光玻璃、液态石蜡油、储液槽和硫酸铜水溶液；
[0006]内窗框由外窗框支撑，且二者旋转连接，储液槽布置在内窗框的非支撑两边框的任意一个边框上，内窗框的非支撑两边框的另一个边框与储液槽之间封装有N层高透光玻璃，N≥2，液态石蜡油充满在其中任意相邻两层高透光玻璃之间的间隙腔内，填充液态石蜡油的间隙腔与储液槽相通，当N＞2时，其余相邻两层高透光玻璃之间的间隙腔与储液槽均不相通，储液槽内填充有硫酸铜水溶液，填充液态石蜡油的间隙腔的体积小于等于储液槽的体积。
[0007]进一步地，内窗框和外窗框通过水平方向的旋转轴承相连，内窗框相对外窗框在竖直方向上360
°
旋转。
[0008]进一步地，所述硫酸铜水溶液被水基ATO纳米流体替代。
[0009]进一步地，液态石蜡油和硫酸铜水溶液的体积比为1:1。
[0010]本专利技术相比现有技术的有益效果是：
[0011]1、本专利技术通过旋转窗框与重力流体组合设计，可通过翻转窗户实现窗户的动态光学性质调控，可同时满足建筑冬夏季对太阳辐射得热和采光的需求。
[0012]2、在夏季，玻璃夹层中的硫酸铜水溶液选择性地将太阳光谱过滤为高光效的可见光谱，可最大限度地保障室内采光同时隔绝太阳辐射得热。
[0013]3、在冬季，玻璃夹层中的流体为液态石蜡油，对太阳光谱高度透明，有利于室内太阳辐射得热。
[0014]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
[0015]图1为本专利技术的整体结构图；
[0016]图2为本专利技术在垂直平面内的剖视图；
[0017]图3为冬季本专利技术太阳能窗的运行模式示意图；
[0018]图4为夏季本专利技术太阳能窗的运行模式示意图；
[0019]图5为光谱吸收流体的太阳光谱透过率曲线图。
具体实施方式
[0020]下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域技术人员所理解的通常意义。
[0021]结合图1和图2说明，本实施方式的一种翻转致变色的太阳能窗包含：外窗框1、内窗框2、高透光玻璃4、液态石蜡油5、储液槽6和硫酸铜水溶液7；
[0022]内窗框2由外窗框1支撑，且二者旋转连接，储液槽6布置在内窗框2的非支撑两边框的任意一个边框上，内窗框2的非支撑两边框的另一个边框与储液槽6之间封装有N层高透光玻璃，N≥2，液态石蜡油5充满在其中任意相邻两层高透光玻璃4之间的间隙腔内，填充液态石蜡油5的间隙腔与储液槽6相通，当N＞2时，其余相邻两层高透光玻璃4之间的间隙腔与储液槽6均不相通，储液槽6内填充有硫酸铜水溶液7，填充液态石蜡油5的间隙腔的体积小于等于储液槽6的体积。
[0023]本实施方式中高透玻璃4为普通白玻璃，对全光谱太阳光具有高透特性，安装在内窗框2上，填充液态石蜡油5的间隙腔的体积小于等于储液槽6的体积，如此设置，保证翻转过程中两层高透玻璃4的间隙腔内液态石蜡油5或者硫酸铜水溶液7是充满的。多层设置的高透光玻璃4也有利于增加保温。
[0024]进一步地，内窗框2和外窗框1通过水平方向的旋转轴承3相连，内窗框2相对外窗框1在竖直方向上360
°
旋转。如此设置，通过翻转可实现冬夏两季节运行模式的切换。
[0025]液态石蜡油5和硫酸铜水溶液7体积比为1:1，且会出现分层行为，充满于玻璃间隙腔和储液槽6内，光谱吸收流体：光谱吸收流体为硫酸铜水溶液，密度大于水(1g/cm3)，呈蓝色，可吸收太阳光谱中的近红外线和部分红色可见光，其光谱透过率如图5所示；可以很好地隔绝太阳辐射光谱。
[0026]液态石蜡油：液态石蜡油为无色透明液体，不溶于水，密度为0.85g/cm3，可以高度透过太阳光谱，对全太阳光谱具有高透过特性。
[0027]基于上述实施方案，所述硫酸铜水溶液7被水基ATO纳米流体替代。水基ATO纳米流体具有与硫酸铜水溶液实现相同功能的目的。
[0028]进一步地，填充液体石蜡油5的相邻两层玻璃间隙腔与储液槽6上方开孔相连通，
储液槽6的材质为亚克力。亚克力材质，抗酸抗碱抗腐蚀，对太阳光谱高度透过。
[0029]优选地，高透光玻璃4为2层。
[0030]进一步地，相邻两层高透光玻璃4的间隙腔的厚度为1.5
‑
3mm。较佳地，相邻两层高透光玻璃4之间的间隙腔的厚度为2mm。如此设置，满足液体流动需要，也使得窗结构紧凑。
[0031]进一步地，外窗框1和内窗框2均为铝合金或木制窗框。加工使用方便。外窗框1固定于建筑墙体上，内窗框2通过旋转轴承3与外窗框1相连，可实现竖直方向上的360
°
旋转。
[0032]图3和图4分别为冬季和夏季运行模式示意图。如图3所示，在冬季，储液槽6置于底部，此时硫酸铜水溶液7因重力作用流入储液槽6中，液态石蜡油5浮于玻璃夹层的间隙腔内，窗户呈现高度透明状态，可全光谱地透过太阳光，有利于室内太阳辐射得热和采光。如图4所示，在夏季，通过旋转内窗框2，将储液槽6置于顶部，此时由于重力作用，硫酸铜水溶液7流入玻璃夹层的间隙腔内，液态石蜡油5浮于储液槽6内，此时窗户整体呈现淡蓝色，不能透过太阳光谱中的近红外光和红色光，有利于减小太阳辐射得热，从而降低空调冷负荷。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的问题。光谱吸收流体的太阳光谱透过率曲线图如图5所示。
[0033]本专利技术在集成现有节能窗隔热、采光的同时，能有效减本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种翻转致变色的太阳能窗，其特征在于：包含：外窗框(1)、内窗框(2)、高透光玻璃(4)、液态石蜡油(5)、储液槽(6)和硫酸铜水溶液(7)；内窗框(2)由外窗框(1)支撑，且二者旋转连接，储液槽(6)布置在内窗框(2)的非支撑两边框的任意一个边框上，内窗框(2)的非支撑两边框的另一个边框与储液槽(6)之间封装有N层高透光玻璃，N≥2，液态石蜡油(5)充满在其中任意相邻两层高透光玻璃(4)之间的间隙腔内，填充液态石蜡油(5)的间隙腔与储液槽(6)相通，当N＞2时，其余相邻两层高透光玻璃(4)之间的间隙腔与储液槽(6)均不相通，储液槽(6)内填充有硫酸铜水溶液(7)，填充液态石蜡油(5)的间隙腔的体积小于等于储液槽(6)的体积。2.根据权利要求1所述一种翻转致变色的太阳能窗，其特征在于：所述硫酸铜水溶液(7)被水基ATO纳米流体替代。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：沈朝，蒲积宏，杨韶馨，盘海贤，
申请(专利权)人：中誉设计有限公司，
类型：发明
国别省市：