CN111878990A - 一种智慧防雨百叶系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种智慧防雨百叶系统和方法，解决了现在防雨百叶风口的有效面积小的问题。一种智慧防雨百叶系统，包括若干叶片和雨水感应器，还包括控制器，控制器接收雨水感应器的信号、控制执行机构工作；所述叶片通过转轴与框体相连，第三连杆一端与转轴相连，第三连杆另一端与第二连杆铰接相连，第二连杆与第一连杆相连，第一连杆与执行机构铰接相连，执行机构是在竖直方向可伸缩的机构。本发明中，叶片角度根据防雨需求而进行实时调节，无防雨需求时可满足局部阻力最小；较长时间处于局部阻力最小工况下运行，节能环保；采用自然通风时通风效率提高，可减少自然通风口的面积。

Description

一种智慧防雨百叶系统和方法
技术领域
本发明属于建筑通风系统，具体涉及一种适用于建筑通风的进风口和排风口防雨装置。
背景技术
通风系统是采用自然或机械方法对封闭空间进行换气，以获得安全、健康等适宜的空气环境的技术；空气调节系统是使服务空间内的空气温度、湿度、清洁度、气流速度和空气压力梯度等参数达到给定要求的技术，简称空调。
通风、空气调节系统的进风口(新风口)、排风口一般均设置在外墙或外窗上，为了防止雨水进入室内，风口均采用固定防雨百叶，不管室外是否有雨，防雨百叶的叶片均固定一定的角度向下，但通风、空气调节系统的进风口(新风口)、排风口的气流均水平或接近水平，这样就会造成固定防雨百叶风口的有效面积严重减小。
依据《建筑防烟排烟系统技术标准》GB 51251-2017第4.3.5条的解释，固定防雨百叶遮挡系数取0.6，依据《实用供热空调设计手册》，固定45°斜叶片百叶窗在遮挡系数取0.6时，进风局部阻力系数ξ＝2.3，排风局部阻力系数ξ＝5.3，这就会造成较大的局部阻力。同时《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736-2012第6.6.4条和第6.6.5条也有相关规定，防雨百叶风口风速限制在一定数值以内。
发明内容
本发明提供一种智慧防雨百叶系统和方法，解决了现在防雨百叶风口的有效面积小的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种智慧防雨百叶系统，包括若干叶片和雨水感应器，还包括控制器，控制器接收雨水感应器的信号、控制执行机构工作；所述叶片通过转轴与框体相连，第三连杆一端与转轴相连，第三连杆另一端与第二连杆铰接相连，第二连杆与第一连杆相连，第一连杆与执行机构铰接相连，执行机构是在竖直方向可伸缩的机构。
所述执行机构为液压缸或伸缩杆。
所述第一连杆为两个，两个第一连杆一端与执行机构伸缩端铰接相连，另外一端固定在第二连杆上。
所述叶片两端与叶片主体之间的夹角α是45°
优选的，所述执行机构可转动的连接在框体内，执行机构与控制器相连，控制器设置在框体内部，控制器与雨水感应器相连，雨水感应器置于百叶室外侧。
优选的，所述执行机构上端与连接座铰接相连，连接座固定在框体外侧，控制器和执行机构置于框体外侧。
一种智慧防雨百叶系统的防雨方法，是按照下述方式进行的：
S1.雨水感应器安装在便于接受雨水信号的位置，将控制器安装至在控制室，并将控制器与各执行机构连接；
S2.雨水感应器感应到雨水达到一定雨量时，输出电信号至控制器，控制器接收信号后输出控制信号控制执行机构动作，从而使叶片角度调整为45°，达到防雨需求；
S3.当雨停止一段时间后，雨水感应器6输出电信号至控制器7，控制器7输出信号控制系统内执行机构8动作，将叶片角度调整为90°。
本发明中，叶片角度根据防雨需求而进行实时调节，无防雨需求时可满足局部阻力最小；较长时间处于局部阻力最小工况下运行，节能环保；采用自然通风时通风效率提高，可减少自然通风口的面积。若采用本发明，遮挡系数取0.9时，进风局部阻力系数ξ＝0.52，排风局部阻力系数ξ＝1.75。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构示意图。
图2是执行机构内置的示意图。
图3是图2的剖视图。
图4是图2中防雨状态示意图。
图5是叶片示意图。
图6是执行机构外置的示意图。
图7是图7的剖视图
图8是图6中防雨状态示意图。
图中：第一连杆1，第二连杆2，第三连杆3，框体4，叶片5，雨水感应器6，控制器7，执行机构8，转轴9，连接座10，风管11。
具体实施方式
如图1至图7所示，一种智慧防雨百叶系统，包括若干叶片5和雨水感应器6，还包括控制器7，控制器7接收雨水感应器6的信号、控制执行机构8工作；所述叶片5通过转轴9与框体4相连，第三连杆3一端与转轴9相连，第三连杆3另一端与第二连杆2铰接相连，第二连杆2与第一连杆1相连，第一连杆1与执行机构8铰接相连，执行机构8是在竖直方向可伸缩的机构，所述叶片5两端与叶片主体之间的夹角α是45°。
所述执行机构8为液压缸或伸缩杆。
所述第一连杆1为两个，两个第一连杆1一端与执行机构8伸缩端铰接相连，另外一端固定在第二连杆2上。
当防雨百叶两侧的空间不受到限制，采用执行机构外置，如图2～5所示，防雨百叶不会对气流阻力产生影响。执行机构外置方式如下：执行机构8可转动的连接在框体4内，执行机构8与控制器7相连，控制器7设置在框体4内部，控制器7与雨水感应器6相连。
当防雨百叶两侧的空间受到限制时，如防雨百叶的两侧为柱子或剪力墙时，采用执行机构内置的智慧防雨百叶，如图6～8所示，此时防雨百叶会对气流阻力产生影响。执行机构内置方式如下：所述执行机构8上端与连接座10铰接相连，连接座10固定在框体4外侧，控制器7和执行机构8置于框体4外侧。
一种智慧防雨百叶系统的防雨方法，是按照下述方式进行的：
S1.雨水感应器6安装在便于接受雨水信号的位置，将控制器7安装至在控制室，并将控制器7与各执行机构8连接；控制器7同时与多个执行机构8相连，若干执行机构8相互独立，可以是内置式执行机构或者外置式执行机构并存的状态。
S2.雨水感应器6感应到雨水达到一定雨量时，输出电信号至控制器7，控制器7接收信号后输出控制信号控制执行机构动作，从而使叶片角度调整为45°，达到防雨需求；
S3.当雨停止一段时间后，雨水感应器6输出电信号至控制器7，控制器7输出信号控制系统内执行机构8动作，将叶片角度调整为90°。
本发明中，智慧防雨百叶系统的节能计算方式如下：当采用固定防雨百叶，系统阻力大，当采用本系统后，整栋建筑内通风系统阻力减小。采用机械通风或空气调节形式时，风机节省耗电功率△N的计算公式为：
Figure BDA0002601236900000041
△N-风机节省的耗电功率(kW)；
Q-风机所输送的风量(m3/h)；
△P-风机所产生的风压的改变量(Pa)；
η-风机的效率(取0.7)；
η1-风机的传动效率(取0.98)。
每年风机节省的电量Z为：
Z＝△N×H×D (2)
Z-风机每年节省电量(kW·h)；
△N-风机节省的耗电功率(kW)；
H-风机的每天的运行时间(h/d)；
D-风机的每年的运行天数(d)。
管路阻力的改变量为：
Figure BDA0002601236900000051
△P-风机所产生的风压的改变量(Pa)；
ρ-空气的密度kg/m3(取1.2)；
ξ1-百叶采用固定防雨百叶时的局部阻力系数
ξ2-百叶采用本装置时的局部阻力系数
V1-百叶采用固定防雨百叶时的风口风速(m/s)
V2-百叶采用本装置时的风口风速(m/s)
表(一)
Figure BDA0002601236900000052
以机械通风系统或空气调节系统为例，对比采用本系统前后的节能值。采用本系统后，风机依据管路的特性曲线和风机的性能曲线实现自平衡，为方便讨论，假设改变本系统后，风机转速减小或改变风机型号，使得风机风量不变，风机风压满足管路阻力的要求，同时假定风机的效率和传动效率保持不变，风口的面积采用固定防雨百叶风口时进风V1＝5(m/s)，排风V1＝10(m/s)。假定建筑面积10000m2的建筑，分别以办公楼新风系统、旅馆新风系统、教学楼新风系统、商业全空气系统新风+过渡季节送风，每年节省的电量2427～6650kW·h，每年节省电费2002～5478元，15年期8％的年金折现值为17140～46971元，见表(一)。
假定建筑面积10000m2的建筑，车库通风(按照自然补风考虑)、厂房通风(按照自然补风考虑)、商业全空气过渡季节排风，每年节省的电量3.55～16.16×104kW·h，每年节省电费2.93～13.33万元，15年期8％的年金折现值为25.10～114.13万元，见表(二)
表(二)
Figure BDA0002601236900000061
本发明的智慧防雨百叶系统的先进性：叶片角度根据防雨需求而进行整栋建筑的智慧防雨百叶系统整体实时调节，无防雨需求时可满足局部阻力最小；较长时间处于局部阻力最小工况下运行，节能环保；采用自然通风时通风效率提高，可减少自然通风口的面积。
本发明根据防雨需求而对整栋建筑的防雨百叶系统整体实时调节，按需调节叶片角度，较长时间处于局部阻力最小工况下运行，节能环保；同时雨水感应器和控制器集中设置，降低其造价。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种智慧防雨百叶系统，包括若干叶片(5)和雨水感应器(6)，其特征在于：还包括控制器(7)，控制器(7)接收雨水感应器(6)的信号、控制执行机构(8)工作；所述叶片(5)通过转轴(9)与框体(4)相连，第三连杆(3)一端与转轴(9)相连，第三连杆(3)另一端与第二连杆(2)铰接相连，第二连杆(2)与第一连杆(1)相连，第一连杆(1)与执行机构(8)铰接相连，执行机构(8)是在竖直方向可伸缩的机构。
2.根据权利要求1所述的智慧防雨百叶系统，其特征在于：所述执行机构(8)为液压缸或伸缩杆。
3.根据权利要求1所述的智慧防雨百叶系统，其特征在于：所述第一连杆(1)为两个，两个第一连杆(1)一端与执行机构(8)伸缩端铰接相连，另外一端固定在第二连杆(2)上。
4.根据权利要求1所述的智慧防雨百叶系统，其特征在于：所述叶片(5)两端与叶片主体之间的夹角α是45°
5.根据权利要求1～4之一所述的智慧防雨百叶系统，其特征在于：所述执行机构(8)可转动的连接在框体(4)内，执行机构(8)与控制器(7)相连，控制器(7)设置在框体(4)内部，控制器(7)与雨水感应器(6)相连，雨水感应器(6)置于百叶室外侧。
6.根据权利要求1～4之一所述的智慧防雨百叶系统，其特征在于：所述执行机构(8)上端与连接座(10)铰接相连，连接座(10)固定在框体(4)外侧，控制器(7)和执行机构(8)置于框体(4)外侧。
7.一种智慧防雨百叶系统的防雨方法，其特征在于是按照下述方式进行的：
S1.雨水感应器(6)安装在便于接受雨水信号的位置，将控制器(7)安装至在控制室，并将控制器(7)与各执行机构(8)连接；
S2.雨水感应器(6)感应到雨水达到一定雨量时，输出电信号至控制器(7)，控制器(7)接收信号后输出控制信号控制执行机构动作，从而使叶片角度调整为45°，达到防雨需求；
S3.当雨停止一段时间后，雨水感应器(6)输出电信号至控制器(7)，控制器(7)输出信号控制系统内执行机构8动作，将叶片角度调整为90°。
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