CN105135583A - 换气窗及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换气窗及其控制方法，所述换气窗包括换热器、风机和太阳能集热器。换热器包括至少一个热管，热管包括彼此相连的冷凝段和蒸发段；风机设在换热器的一侧，且风机与热管的冷凝段相对；太阳能集热器设在热管的蒸发段上。根据本发明的换气窗，通过在换热器的热管上设置太阳能集热器，由此可以利用太阳能集热器将太阳能转换成热能，并通过换热器将热能传递给流经热管的冷空气，从而可以对流经换气窗的冷空气进行预热，进而实现了能源的有效利用。

Description

换气窗及其控制方法

技术领域

本发明涉及空气调节技术领域，尤其是涉及一种换气窗及其控制方法。

背景技术

冬季房间供暖过程中，房间一般处于封闭状态，随着用户在房间中的时间越长，房间中CO₂的浓度增大，造成房间的空气品质下降，因此需要对房间进行通风处理。目前的通风措施往往是直接从外界环境送风进入房间，而外界环境空气温度比较低，这就增加了房间的热负荷，造成能源的浪费和电能的过度消耗。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种换气窗，该换气窗具有节能的优点。

本发明的另一个目的在于提出一种上述换气窗的控制方法。

根据本发明第一方面实施例的换气窗，包括：换热器，所述换热器包括至少一个热管，所述热管包括彼此相连的冷凝段和蒸发段；风机，所述风机设在所述换热器的一侧，且所述风机与所述热管的所述冷凝段相对；太阳能集热器，所述太阳能集热器设在所述热管的所述蒸发段上。

根据本发明实施例的换气窗，通过在换热器的热管上设置太阳能集热器，由此可以利用太阳能集热器将太阳能转换成热能，并通过换热器将热能传递给流经热管的冷空气，从而可以对流经换气窗的冷空气进行预热，进而实现了能源的有效利用。

根据本发明的一些实施例，所述热管沿竖直方向延伸，所述冷凝段位于所述蒸发段的上方。

根据本发明的一些实施例，所述热管进一步包括：绝热段，所述绝热段连接在所述冷凝段和所述蒸发段之间。

根据本发明的一些实施例，所述太阳能集热器包括太阳能集热管，所述太阳能集热管环绕所述热管的所述蒸发段设置。

进一步地，所述太阳能集热管形成为U形形状且与所述热管的所述蒸发段位于同一平面内。

根据本发明的一些实施例，所述换气窗进一步包括：固定板，所述固定板设在所述至少一个热管上，所述热管的所述冷凝段和所述蒸发段分别位于所述固定板的两侧，且所述太阳能集热器设在所述固定板上。

根据本发明的一些实施例，所述热管为多个且所述多个热管彼此间隔开设置。

根据本发明的一些实施例，所述换气窗进一步包括：多个翅片，所述多个翅片彼此间隔开地穿设在所述至少一个热管的所述冷凝段上。

根据本发明的一些实施例，所述热管内具有传热工质，所述传热工质为乙醇。

根据本发明的一些实施例，所述换气窗还包括：控制器，所述控制器与所述风机相连；和二氧化碳传感器，所述二氧化碳传感器与所述控制器相连。

根据本发明第二方面实施例的换气窗的控制方法，所述换气窗包括换热器、设在所述换热器的一侧的风机、太阳能集热器、与所述风机相连的控制器、与所述控制器相连的二氧化碳传感器，所述换热器包括至少一个热管，所述热管包括彼此相连的冷凝段和蒸发段，所述风机与所述热管的所述冷凝段相对，所述太阳能集热器设在所述热管的所述蒸发段上，所述控制方法包括以下步骤：

S1、所述二氧化碳传感器检测房间内的二氧化碳浓度；

S2、所述二氧化碳传感器将检测到的二氧化碳浓度信号传递给所述控制器，所述控制器判断所述二氧化碳浓度信号是否达到二氧化碳浓度预定阈值；

S3、当所述步骤S2中的判断结果为是时，所述控制器控制所述风机启动；

S4、当所述步骤S2中的判断结果为否时，回到所述步骤S1继续检测。

根据本发明实施例的换气窗的控制方法，通过设置控制器和二氧化碳传感器，可以根据房间内二氧化碳浓度的高低来控制风机是否开启，由此可以使换气窗得到智能控制，从而可以使房间内的空气质量保持在较好的状态。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的换气窗的示意图；

图2是根据本发明实施例的换气窗的控制方法示意图。

附图标记：

换气窗100，

热管1，冷凝段11，蒸发段12，绝热段13，翅片2，太阳能集热管3，固定板4，风机5，电机6，控制器7，二氧化碳传感器8。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

下面参考图1-图2详细描述根据本发明实施例的换气窗100。

如图1所示，根据本发明第一方面实施例的换气窗100，包括换热器、风机5和太阳能集热器。

具体而言，换热器包括至少一个热管1，热管1包括彼此相连的冷凝段11和蒸发段12。风机5设在换热器的一侧(例如，图1所示的左侧)，且风机5与热管1的冷凝段11相对。例如，当换气窗100安装在房间的窗户上时，风机5可以安装在换热器的远离房间中心的一侧，风机5运转时吸入室外的冷空气，冷空气向热管1的冷凝段11流动，热管1的冷凝段11可以对冷空气进行预热，冷空气经预热后变成热空气而进入室内。由此，可以使室内温度一直保持在较高温度，从而可以解决采用传统的通风措施因直接送风进入室内造成的房间热负荷增加的问题。

太阳能集热器设在热管1的蒸发段12上。由此，可以利用太阳能集热器吸收太阳能并将太阳能转变成热能，并通过热管1将热能传递给流经换气窗100的冷空气，从而可以将经风机5吸入换气窗100中的冷空气预热，进而实现了能源的有效利用，避免了因房间热负荷增加而造成的能源浪费和电能的过度消耗，由此达到节能的效果。

进一步地，热管1内具有传热工质。太阳能集热器可以将热能传递给热管1的蒸发段12，热管1的蒸发段12内的传热工质吸热气化成气态传热工质而流入热管1的冷凝段11内。经风机5吸入的冷空气流经热管1的冷凝段11并与冷凝段11内的传热工质进行热交换，冷空气被加热成热空气而流入室内，换热后热管1的冷凝段11内的气态传热工质温度降低而液化成液态传热工质，液态传热工质流回热管1的蒸发段12内继续循环使用。可选地，传热工质为乙醇，但不限于此。

根据本发明实施例的换气窗100，通过在换热器的热管1上设置太阳能集热器，由此可以利用太阳能集热器将太阳能转换成热能，并通过换热器将热能传递给流经热管1的冷空气，从而可以对流经换气窗100的冷空气进行预热，进而实现了能源的有效利用。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，热管1沿竖直方向(例如，图1中的上下方向)延伸，冷凝段11位于蒸发段12的上方，由此便于蒸发段12内的传热工质例如乙醇吸热气化后向上流入冷凝段11内，而冷凝段11内的传热工质例如乙醇放热液化后又可以在自身重力的作用下向下流回至蒸发段12内。当然，热管1还可以倾斜设置。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，热管1进一步包括绝热段13，绝热段13连接在冷凝段11和蒸发段12之间，由此可以减少传热工质从蒸发段12向冷凝段11流动的过程中的热量损失，从而可以使传热工质传递更多的热量给流经热管1的冷空气。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，太阳能集热器包括太阳能集热管3，太阳能集热管3环绕热管1的蒸发段12设置，由此可以增大太阳能集热管3与热管1的蒸发段12的接触面积，从而可以使蒸发段12内的传热工质吸收更多的热量，进一步地实现能源的有效充分利用，进而进一步地达到节能的效果。

具体而言，太阳能集热管3可以形成为U形形状，由此可以将热管1的蒸发段12置于太阳能集热管3内，从而可以使太阳能集热管3与热管1的蒸发段12充分有效地接触，进而可以使太阳能集热管3吸收的热量更多地传递给热管1的蒸发段12，也就可以使蒸发段12内的传热工质吸收更多的热量。另外，太阳能集热管3与热管1的蒸发段12位于同一平面内，由此，蒸发段12内的传热工质可以吸收更多的热量，而且可以减少换气窗100占用的空间。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，换气窗100进一步包括固定板4。固定板4设在至少一个热管1上，热管1的冷凝段11和蒸发段12分别位于固定板4的两侧(例如，图1中所示的上下两侧)，且太阳能集热器设在固定板4上。此时太阳能集热器与热管1的蒸发段12位于固定板4的同一侧。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，热管1为多个且多个热管1彼此间隔开设置。例如，热管1可以为三个，三个热管1在空气流动的方向上(例如，图1中的左右方向)间隔开设置，由此，不仅可以极大地增加热管1吸收的热量，而且可以使流经多个热管1的冷空气得到充分地预热，进而进一步实现了能源的充分有效地利用并可以显著降低因直接送风进入室内造成的房间热负荷的增加。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，换气窗100进一步包括多个翅片2。多个翅片2彼此间隔开地穿设在至少一个热管1的冷凝段11上，此时多个翅片2可以在冷凝段11的长度方向上彼此间隔开设置。由此，可以显著地增大流经热管1的冷空气与热管1的接触面积，从而可以使冷空气快速充分地得到预热而形成温度较高的热空气进入室内。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，换气窗100还包括控制器7和二氧化碳传感器8。其中，控制器7与风机5相连，控制器7用来控制风机5的启动和停止。二氧化碳传感器8与控制器7相连，二氧化碳传感器8用于检测房间内的二氧化碳浓度，当房间内的二氧化碳浓度达到预定阈值时，控制器7控制风机5启动，可以对房间内的空气进行换气，提高房间内的空气质量，从而实现换气窗100的智能化控制。

根据本发明第二方面实施例的换气窗100的控制方法。其中，换气窗100包括换热器、设在换热器的一侧的风机5、太阳能集热器、与风机5相连的控制器7、与控制器7相连的二氧化碳传感器8，换热器包括至少一个热管1，热管1包括彼此相连的冷凝段11和蒸发段12，风机5与热管1的冷凝段11相对，太阳能集热器设在热管1的蒸发段12上。这里，需要说明的是，换气窗100对冷空气预热的工作原理，上述已进行详细说明，这里不再进行赘述。

如图2所示，换气窗100的控制方法包括以下步骤：

S1、二氧化碳传感器8检测房间内的二氧化碳浓度；

S2、二氧化碳传感器8将检测到的二氧化碳浓度信号传递给控制器7，控制器7判断二氧化碳浓度信号是否达到二氧化碳浓度预定阈值；

S3、当步骤S2中的判断结果为是时，即当二氧化碳浓度达到预定阈值时，控制器7控制风机5启动，由此可以对房间内的空气进行换气，提高房间内的空气质量；

S4、当步骤S2中的判断结果为否时，即当二氧化碳浓度未达到预定阈值时，回到步骤S1继续检测。

根据本发明实施例的换气窗100的控制方法，通过设置控制器7和二氧化碳传感器8，可以根据检测到的房间内二氧化碳浓度的大小来控制风机5是否开启，由此可以使换气窗100得到智能控制，从而可以使房间内的空气质量保持在较好的状态。

下面以图1和图2为例详细描述根据本发明一个实施例的换气窗100及其控制方法。值得理解的是，下述描述只是示例性描述，而不能理解为对本发明的限制。

在本实施例中，如图1和图2所示，换气窗100包括换热器、风机5、电机6、太阳能集热器、固定板4、控制器7、二氧化碳传感器8及多个翅片2。

具体而言，电机6与风机5相连，电机6用来驱动风机5转动，风机5设在换热器的左侧，控制器7的左端与风机5相连、控制器7的右端与二氧化碳传感器8相连。其中，换热器包括三个热管1，且三个热管1在空气流动的方向上(即图1中所示的从左向右的方向)彼此间隔开设置。每个热管1包括彼此相连的冷凝段11、蒸发段12及绝热段13。热管1沿竖直方向延伸，冷凝段11位于蒸发段12的上方，绝热段13连接在冷凝段11和蒸发段12之间。多个翅片2彼此间隔开地穿设在三个热管1的冷凝段11上。热管1内具有传热工质，传热工质为乙醇。风机5与热管1的冷凝段11相对，太阳能集热器设在热管1的蒸发段12上。

进一步地，太阳能集热器包括太阳能集热管3，太阳能集热管3环绕热管1的蒸发段12设置。太阳能集热管3形成为U形形状且与热管1的蒸发段12位于同一平面内。固定板4设在热管1上，热管1的冷凝段11和蒸发段12分别位于固定板4的上下两侧，且太阳能集热器设在固定板4上。

如图1和图2所示(图1中的箭头方向为空气的流动方向，左侧箭头为冷空气流动方向，右侧箭头为热空气流动方向)，太阳能集热器将吸收的太阳能转变成热能并将热量传递给热管1的蒸发段12。蒸发段12内的传热工质乙醇吸热气化为高温气态乙醇，高温气态乙醇经绝热段13向上流动至冷凝段11内，高温气态乙醇通过热管1将热量传递给多个翅片2，由此使得冷凝段11及多个翅片2的温度升高。同时，二氧化碳传感器8将检测到的二氧化碳浓度信号传递给控制器7。

当二氧化碳传感器8检测到房间内的二氧化碳浓度达到预定阈值时，控制器7控制风机5开启，室外的冷空气经风机5吸入换气窗100。经风机5吸入的冷空气向右流动流经热管1的冷凝段11，冷空气与热管1的冷凝段11及多个翅片2充分接触并进行热交换，冷空气得到预热而形成热空气进入房间内。由此可以实现能源的充分有效地利用并可以显著降低因直接送风进入室内造成的房间热负荷的增加。

当二氧化碳传感器8检测到房间内的二氧化碳浓度未达到预定阈值时，二氧化碳传感器8继续检测房间内的二氧化碳浓度。通过二氧化碳传感器8与控制器7的共同作用，可以使换气窗100得到智能化控制，从而可以使房间内的空气质量保持在较好的状态。

总而言之，根据本发明实施例的换气窗100，一方面通过在换热器的热管1上设置太阳能集热器，由此可以利用太阳能集热器将太阳能转换成热能，并通过换热器可以对流经换气窗100的冷空气进行预热，从而实现了能源的有效利用并降低了因直接送风进入室内造成的房间热负荷的增加；另一方面通过设置控制器7和二氧化碳传感器8，可以根据检测到的房间内二氧化碳浓度的大小来控制风机5是否开启，由此可以使换气窗100得到智能控制，从而可以使房间内的空气质量保持在较好的状态。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种换气窗，其特征在于，包括：

换热器，所述换热器包括至少一个热管，所述热管包括彼此相连的冷凝段和蒸发段；

风机，所述风机设在所述换热器的一侧，且所述风机与所述热管的所述冷凝段相对；

太阳能集热器，所述太阳能集热器设在所述热管的所述蒸发段上。

2.根据权利要求1所述的换气窗，其特征在于，所述热管沿竖直方向延伸，所述冷凝段位于所述蒸发段的上方。

3.根据权利要求1所述的换气窗，其特征在于，所述热管进一步包括：

绝热段，所述绝热段连接在所述冷凝段和所述蒸发段之间。

4.根据权利要求1所述的换气窗，其特征在于，所述太阳能集热器包括太阳能集热管，所述太阳能集热管环绕所述热管的所述蒸发段设置。

5.根据权利要求4所述的换气窗，其特征在于，所述太阳能集热管形成为U形形状且与所述热管的所述蒸发段位于同一平面内。

6.根据权利要求1所述的换气窗，其特征在于，进一步包括：

固定板，所述固定板设在所述至少一个热管上，所述热管的所述冷凝段和所述蒸发段分别位于所述固定板的两侧，且所述太阳能集热器设在所述固定板上。

7.根据权利要求1所述的换气窗，其特征在于，所述热管为多个且所述多个热管彼此间隔开设置。

8.根据权利要求1所述的换气窗，其特征在于，进一步包括：

多个翅片，所述多个翅片彼此间隔开地穿设在所述至少一个热管的所述冷凝段上。

9.根据权利要求1所述的换气窗，其特征在于，所述热管内具有传热工质，所述传热工质为乙醇。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的换气窗，其特征在于，还包括：

控制器，所述控制器与所述风机相连；和

二氧化碳传感器，所述二氧化碳传感器与所述控制器相连。

11.一种换气窗的控制方法，其特征在于，所述换气窗包括换热器、设在所述换热器的一侧的风机、太阳能集热器、与所述风机相连的控制器、与所述控制器相连的二氧化碳传感器，所述换热器包括至少一个热管，所述热管包括彼此相连的冷凝段和蒸发段，所述风机与所述热管的所述冷凝段相对，所述太阳能集热器设在所述热管的所述蒸发段上，所述控制方法包括以下步骤：

S1、所述二氧化碳传感器检测房间内的二氧化碳浓度；

S2、所述二氧化碳传感器将检测到的二氧化碳浓度信号传递给所述控制器，所述控制器判断所述二氧化碳浓度信号是否达到二氧化碳浓度预定阈值；

S3、当所述步骤S2中的判断结果为是时，所述控制器控制所述风机启动；

S4、当所述步骤S2中的判断结果为否时，回到所述步骤S1继续检测。