CN113719214A - 具有换气功能的电动开窗器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能窗扇技术领域，公开了具有换气功能的电动开窗器，包括安装在窗架上的开窗器主体、收容在开窗器主体中的控制器以及布设在室内的至少一个二氧化碳传感器，二氧化碳传感器通过控制器与开窗器主体电性连接。二氧化碳传感器用于检测室内区域的二氧化碳浓度，并将检测获得的室内二氧化碳浓度C1的信息传输给控制器。控制器判断室内二氧化碳浓度C1是否大于预设值。若室内二氧化碳浓度C1大于该预设值，则控制开窗器主体执行开窗动作，使室内外连通换气。通过布设在室内的二氧化碳传感器和收容在开窗器主体中的控制器，可实时采集的室内二氧化碳浓度，并根据该浓度相应调节窗框在窗架上的启闭以及窗框的开启角度和开窗持续时间，方便实用。
Description
技术领域
本发明涉及智能窗扇技术领域，尤其涉及具有换气功能的电动开窗器。
背景技术
随着我国经济迅猛地发展，人们对于居住环境的关注点逐渐趋向于追求健康、舒适的品质。窗户长时间处于关闭状态，室内空气缺乏流通将会变得污浊，从而影响人体健康，就需要打开窗户通风换气。打开窗户通风换气是最简单、有效地利用自然通风对室内空气进行调节的方式。
用于打开和关闭窗户的机器称作为开窗机或开窗器，国外一般称作开窗器，而在国内大都叫作“开窗机”。现为国内建筑行业的新技术产品，而智能电动窗户则为现代窗户行业的最新发展。
目前，现有技术中的电动开窗器结构简单、功能单一，仅能简单控制窗户的打开或关闭，无法根据室内的二氧化碳浓度信息自动调整窗户的启闭、开启后的开窗换气时间以及开窗角度，已经渐渐无法满足人们对电动开窗器的使用需要。
发明内容
为解决了现有技术中的电动开窗器结构简单、功能单一，无法根据室内的二氧化碳浓度信息自动调整窗户的启闭、开启后的开窗换气时间以及开窗角度的技术问题，本发明提供具有换气功能的电动开窗器。
本发明采用以下技术方案实现：具有换气功能的电动开窗器，其特征在于，包括安装在窗架上的开窗器主体、收容在所述开窗器主体中的控制器以及布设在室内的至少一个二氧化碳传感器，所述二氧化碳传感器通过控制器与开窗器主体电性连接；
所述二氧化碳传感器用于检测室内区域的二氧化碳浓度，并将检测获得的室内二氧化碳浓度C1的信息传输给控制器；
控制器判断所述室内二氧化碳浓度C1是否大于预设值；
若室内二氧化碳浓度C1大于该预设值，则控制开窗器主体执行开窗动作，使室内外连通换气。
作为上述方案的进一步改进，所述预设值预先录入在所述控制器的规则库中，所述控制器的规则库通过模糊算法控制所述开窗器主体的运行状态。
作为上述方案的进一步改进，所述预设值有三个，分别为依次递增的二氧化碳标准浓度C2、C3和C4。
作为上述方案的更进一步改进，所述控制器判断所述室内二氧化碳浓度C1是否大于预设值的判断方法包括如下步骤：
S1、定义所述窗框与窗架间的夹角为A，开窗后的换气持续时间为T；其中，A≥0，T＞0；
S2、初始时，窗架上的窗框处于关闭状态，则窗框与窗架间的夹角A0为0，开窗后的换气持续时间T0为0；
S3、在控制器控制开窗器主体执行开窗动作之前，判断室内二氧化碳浓度C1与二氧化碳标准浓度C2、C3和C4之间的关系，以获取相应的窗框开窗夹角以及开窗换气持续时间。
作为上述方案的更进一步改进，在所述S3中，判断室内二氧化碳浓度C1与二氧化碳标准浓度C2、C3和C4之间的关系，以获取相应的窗框开窗夹角以及开窗换气持续时间的判断方法包括：
S31、判断室内二氧化碳浓度C1是否小于二氧化碳标准浓度C2，若小于，则保持所述窗框在窗架上为闭合状态；
若等于，则控制开窗器主体执行开窗动作，并使窗框相对于窗架在开窗后的夹角为A1，开窗后的换气持续时间为T1；其中，90°＞A1＞0，T1＞0；
S32、判断室内二氧化碳浓度C1是否小于二氧化碳标准浓度C3且大于二氧化碳标准浓度C2；
若室内二氧化碳浓度C1小于二氧化碳标准浓度C3且大于二氧化碳标准浓度C2，则控制开窗器主体执行开窗动作，并使窗框相对于窗架在开窗后的夹角为A2，开窗后的换气持续时间为T2；其中，90°＞A2＞A1，T2＞T1；
S33、判断室内二氧化碳浓度C1是否小于二氧化碳标准浓度C4且大于等于二氧化碳标准浓度C3；
若室内二氧化碳浓度C1小于二氧化碳标准浓度C4且大于等于二氧化碳标准浓度C3，则控制开窗器主体执行开窗动作，并使窗框相对于窗架在开窗后的夹角为A3，开窗后的换气持续时间为T3，其中，90°＞A3＞A2，T3＞T2；
S34、判断室内二氧化碳浓度C1是否大于等于二氧化碳标准浓度C4；若室内二氧化碳浓度C1大于等于二氧化碳标准浓度C4，则控制开窗器主体执行开窗动作，并使窗框相对于窗架在开窗后的夹角为A4，开窗后的换气持续时间为T4，其中，90°≥A4＞A3，T4＞T3。
作为上述方案的更进一步改进，在所述S3中，判断室内二氧化碳浓度C1与二氧化碳标准浓度C2、C3和C4之间的关系，以获取相应的窗框开窗夹角以及开窗换气持续时间的判断方法，还包括S35：
S35：当室内经过了S31至S34中任意一步骤的开窗换气持续时间后，再次检测室内二氧化碳浓度，并判断再次检测的室内二氧化碳浓度是否小于二氧化碳标准浓度C2；
若不小于，则将再次检测得到的室内二氧化碳浓度重新输入至S31至S34中进行再次判断，获取相应的窗框开窗夹角以及开窗换气持续时间，以对室内再次进行连通换气。
作为上述方案的更进一步改进，在所述S3中，判断室内二氧化碳浓度C1与二氧化碳标准浓度C2、C3和C4之间的关系，以获取相应的窗框开窗夹角以及开窗换气持续时间的判断方法，还包括S36：
重复执行S35，对每次室内连通换气后所检测获得的室内区域的二氧化碳浓度进行决策，直至室内区域的二氧化碳浓度小于二氧化碳标准浓度C2，控制开窗器主体执行关窗动作。
作为上述方案的进一步改进，所述开窗器主体上具有可伸出其链盒的链条，所述链条的自由端上设置有连接块，所述窗框的框体上设置有耳座，所述连接块转动设置在所述耳座内。
作为上述方案的更进一步改进，所述连接块的截面呈扇形结构，所述连接块远离其弧面的一侧与所述链条的自由端固定相连，所述连接块的块体上开设有与其弧面弯曲轨迹相平行的弧形槽，所述弧形槽滑动连接有滑块，所述滑块的块体中嵌设有轴座，所述轴座的内安装有轴承，所述轴承的内圈卡合固定有转轴，所述转轴的两端分别固定插设在所述耳座的相应耳部上。
作为上述方案的更进一步改进，所述滑块靠近所述耳座的一侧开设有珠槽，所述珠槽内通过弹簧连接有卡珠；当弹簧未发生形变时，所述卡珠的珠心与所述珠槽的槽口相齐平；
所述弧形槽靠近所述耳座一侧的槽壁上沿所述滑块的滑动方向依次间隔开设有多个卡槽，所述卡槽与所述卡珠之间卡接配合。
本发明的有益效果为：
本发明的具有换气功能的电动开窗器，通过布设在室内的二氧化碳传感器和收容在开窗器主体中的控制器，可实时采集的室内二氧化碳浓度，并根据该浓度相应调节窗框在窗架上的启闭以及窗框的开启角度和开窗持续时间，方便实用。
本发明的具有换气功能的电动开窗器，可在开窗持续时间后，对室内二氧化碳浓度再次进行检测，若不符合要求，可持续开窗换气，直至室内二氧化碳浓度下降到相应的二氧化碳标准浓度以下即可，安全可靠。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的具有换气功能的电动开窗器中二氧化碳传感器、控制器和开窗器主体之间的连接关系示意图；
图2为本发明实施例1提供的具有换气功能的电动开窗器应用在窗架上的状态结构示意图；
图3为图2中的电动开窗器在窗架上未推开窗框时的侧视剖面结构示意图；
图4为图2中的电动开窗器在窗架上推开窗框时的侧视剖面结构示意图；
图5为本发明实施例2提供的具有换气功能的电动开窗器的耳座与连接块处于连接状态下的俯视结构示意图；
图6为图5中连接块的侧视结构示意图；
图7为图6中A处放大结构示意图。
主要符号说明：
1、窗架；2、窗框；4、开窗器主体；5、链条；6、窗台平面；7、耳座；8、连接块；9、弧形槽；10、滑块；11、转轴；12、珠槽；13、弹簧；14、卡珠；15、卡槽。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
请结合图1至图4，具有换气功能的电动开窗器包括安装在窗架1上的开窗器主体4、收容在开窗器主体4中的控制器以及布设在室内的至少一个二氧化碳传感器，二氧化碳传感器通过控制器与开窗器主体4电性连接。
窗框2上安装有玻璃，窗框2与窗架1之间通过铰链转动连接，且窗框2与窗架1的铰接处位于窗架1上远离开窗器主体4的架体一侧。
在本实施例中，开窗器主体4为电动开窗器，其主要包括收纳有链条5的链盒和用于将链盒固定在窗架1架体上的安装支架(图未示)。窗架1安装在墙体上，链盒的底部可支撑在墙体的窗台平面6上。
本实施例中的控制器可采用DDC(Direct Digital Controller)控制器。实现对二氧化碳传感器检测得到的室内二氧化碳浓度信息信号的采集，并通过模糊控制算法对所采集的室内二氧化碳浓度信号进行处理，判断室内二氧化碳浓度是否大于预设值，并根据判断结果对开窗器主体4进行控制。DDC控制器采用模块化结构，通常由微处理单元、内存模块、输入/输出通道、通信接口模块、电源模块等部件组成。DDC是采用微机控制技术，将各种信号(如温度、湿度、压力、状态等)，通过输入装置输入微机，按照预先编制的程度进行运算处理，而后将处理后的信号通过输出装置再去控制执行器。
二氧化碳传感器用于检测室内区域的二氧化碳浓度，并将检测获得的室内二氧化碳浓度C1的信息传输给控制器；
控制器判断室内二氧化碳浓度C1是否大于预设值；
若室内二氧化碳浓度C1大于该预设值，则控制开窗器主体4执行开窗动作，使室内外连通换气。
本实施例中，预设值预先录入在控制器的规则库中，控制器的规则库通过模糊算法控制开窗器主体4的运行状态。
规则库可根据室内二氧化碳浓度的环境因素制定，可共同考虑多个环境因素的影响，提高控制性能。当然，根据需要也可以增加其他环境因素。
规则库可通过BP神经网络自适应学习算法进行调整。需要说明的是，BP神经网络自适应学习算法的输入节点可以是在开窗器主体4执行开窗动作状态下的室内二氧化碳浓度，可根据需要进行调整，输出节点为各种室内二氧化碳浓度状态下的开窗器主体4的3运行状态。
在预设时间段，将调整后的规则库发送至控制器。需要说明的是，控制器2接收到新的规则库后，按新的规则库进行控制。根据BP神经网络自适应学习算法调整规则库，使控制更加合理，进一步提高控制性能，降低功耗，节省能源。
本实施例中的预设值有三个，分别为依次递增的二氧化碳标准浓度C2、C3和C4，即C2＜C3＜C4。二氧化碳标准浓度C2、C3和C4为预先录入在规则库中二氧化碳浓度的各梯度阀值。
控制器判断室内二氧化碳浓度C1是否大于预设值的判断方法包括如下步骤：
S1、定义窗框2与窗架1间的夹角为A，开窗后的换气持续时间为T；其中，A≥0，T＞0；
S2、初始时，窗架1上的窗框2处于关闭状态，则窗框2与窗架1间的夹角A0为0，开窗后的换气持续时间T0为0；
S3、在控制器控制开窗器主体4执行开窗动作之前，判断室内二氧化碳浓度C1与二氧化碳标准浓度C2、C3和C4之间的关系，以获取相应的窗框2开窗夹角以及开窗换气持续时间。
在S3中，判断室内二氧化碳浓度C1与二氧化碳标准浓度C2、C3和C4之间的关系，以获取相应的窗框2开窗夹角以及开窗换气持续时间的判断方法包括：
S31、判断室内二氧化碳浓度C1是否小于二氧化碳标准浓度C2，若小于，则保持窗框2在窗架1上为闭合状态；
若等于，则控制开窗器主体4执行开窗动作，并使窗框2相对于窗架1在开窗后的夹角为A1，开窗后的换气持续时间为T1；其中，90°＞A1＞0，T1＞0；
S32、判断室内二氧化碳浓度C1是否小于二氧化碳标准浓度C3且大于二氧化碳标准浓度C2；
若室内二氧化碳浓度C1小于二氧化碳标准浓度C3且大于二氧化碳标准浓度C2，则控制开窗器主体4执行开窗动作，并使窗框2相对于窗架1在开窗后的夹角为A2，开窗后的换气持续时间为T2；其中，90°＞A2＞A1，T2＞T1；
S33、判断室内二氧化碳浓度C1是否小于二氧化碳标准浓度C4且大于等于二氧化碳标准浓度C3；
若室内二氧化碳浓度C1小于二氧化碳标准浓度C4且大于等于二氧化碳标准浓度C3，则控制开窗器主体4执行开窗动作，并使窗框2相对于窗架1在开窗后的夹角为A3，开窗后的换气持续时间为T3，其中，90°＞A3＞A2，T3＞T2；
S34、判断室内二氧化碳浓度C1是否大于等于二氧化碳标准浓度C4；若室内二氧化碳浓度C1大于等于二氧化碳标准浓度C4，则控制开窗器主体4执行开窗动作，并使窗框2相对于窗架1在开窗后的夹角为A4，开窗后的换气持续时间为T4，其中，90°≥A4＞A3，T4＞T3。
在S3中，判断室内二氧化碳浓度C1与二氧化碳标准浓度C2、C3和C4之间的关系，以获取相应的窗框2开窗夹角以及开窗换气持续时间的判断方法，还包括S35：
S35：当室内经过了S31至S34中任意一步骤的开窗换气持续时间后，再次检测室内二氧化碳浓度，并判断再次检测的室内二氧化碳浓度是否小于二氧化碳标准浓度C2；
若不小于，则将再次检测得到的室内二氧化碳浓度重新输入至S31至S34中进行再次判断，获取相应的窗框2开窗夹角以及开窗换气持续时间，以对室内再次进行连通换气。
在S3中，判断室内二氧化碳浓度C1与二氧化碳标准浓度C2、C3和C4之间的关系，以获取相应的窗框2开窗夹角以及开窗换气持续时间的判断方法，还包括S36：
重复执行S35，对每次室内连通换气后所检测获得的室内区域的二氧化碳浓度进行决策，直至室内区域的二氧化碳浓度小于二氧化碳标准浓度C2，控制开窗器主体4执行关窗动作。
实施例2
请结合图5至7，本实施例2为实施例1的改进方案，开窗器主体4上具有可伸出其链盒(未标示)的链条5，链条5的自由端上设置有连接块8，窗框2的框体上设置有耳座7，连接块8转动设置在耳座7内。开窗器主体4可使其链条5从链盒中伸出，以将窗框2从窗架1上推开。
连接块8的截面呈扇形结构，在其他实施例中连接块8的截面结构还可以呈C字形结构。连接块8远离其弧面的一侧与链条5的自由端固定相连，连接块8的块体上开设有与其弧面弯曲轨迹相平行的弧形槽9，弧形槽9滑动连接有滑块10，滑块10的块体中嵌设有轴座(图未示)，轴座的内安装有轴承(图未示)，轴承的内圈卡合固定有转轴11，转轴11的两端分别固定插设在耳座7的相应耳部上。由此，连接块8可通过轴承相对转轴11转动，且在开窗过程中，为了适应链条5与窗框2在竖直方向上的高度变化，在连接块8的块体上开设弧形槽9，并将轴座安装在弧形槽9中滑块10上，使窗框2在被链条5推动或者拉动的同时，使链条5带动滑块10在弧形槽9中相对弧向滑动，以保证窗框2的正常开启或者关闭。
滑块10靠近耳座7的一侧开设有珠槽12，珠槽12内通过弹簧13连接有卡珠14。当弹簧13未发生形变时，卡珠14的珠心与珠槽12的槽口相齐平。
弧形槽9靠近耳座7一侧的槽壁上沿滑块10的滑动方向依次间隔开设有多个卡槽15，卡槽15与卡珠14之间卡接配合。
当滑块10在弧形槽9中滑动时，卡珠14受到来自弧形槽9的挤压力，并被卡珠14压入珠槽12中，使弹簧13受力压缩，当滑块10运动到相应卡槽15时，卡珠14不再受到来自弧形槽9的挤压力，弹簧13弹力释放将卡珠14推入至卡槽15进行卡接固定，以实现滑块10在弧形槽9中在该位置处的相对固定，有利于窗框2被推开后一定角度后在窗架1上的位置保持、
本实施例中，卡槽15的数量至少为四个，当窗框2与窗架1间所成的夹角为A1、A2、A3和A4时，此时滑块10在弧形槽9中对应的四个位置分别与四个卡槽15的位置相对应，即通过卡槽15与卡珠14之间卡接配合，可使窗框2在窗架1上被推开所呈各个角度更加稳固，减少晃动。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.具有换气功能的电动开窗器，其特征在于，包括安装在窗架上的开窗器主体、收容在所述开窗器主体中的控制器以及布设在室内的至少一个二氧化碳传感器，所述二氧化碳传感器通过控制器与开窗器主体电性连接；
所述二氧化碳传感器用于检测室内区域的二氧化碳浓度，并将检测获得的室内二氧化碳浓度C1的信息传输给控制器；
控制器判断所述室内二氧化碳浓度C1是否大于预设值；
若室内二氧化碳浓度C1大于该预设值，则控制开窗器主体执行开窗动作，使室内外连通换气。
2.如权利要求1所述的具有换气功能的电动开窗器，其特征在于，所述预设值预先录入在所述控制器的规则库中，所述控制器的规则库通过模糊算法控制所述开窗器主体的运行状态。
3.如权利要求1所述的具有换气功能的电动开窗器，其特征在于，所述预设值有三个，分别为依次递增的二氧化碳标准浓度C2、C3和C4。
4.如权利要求3所述的具有换气功能的电动开窗器，其特征在于，所述控制器判断所述室内二氧化碳浓度C1是否大于预设值的判断方法包括如下步骤：
S1、定义所述窗框与窗架间的夹角为A，开窗后的换气持续时间为T；其中，A≥0，T＞0；
S2、初始时，窗架上的窗框处于关闭状态，则窗框与窗架间的夹角A0为0，开窗后的换气持续时间T0为0；
S3、在控制器控制开窗器主体执行开窗动作之前，判断室内二氧化碳浓度C1与二氧化碳标准浓度C2、C3和C4之间的关系，以获取相应的窗框开窗夹角以及开窗换气持续时间。
5.如权利要求4所述的具有换气功能的电动开窗器，其特征在于，在所述S3中，判断室内二氧化碳浓度C1与二氧化碳标准浓度C2、C3和C4之间的关系，以获取相应的窗框开窗夹角以及开窗换气持续时间的判断方法包括：
S31、判断室内二氧化碳浓度C1是否小于二氧化碳标准浓度C2，若小于，则保持所述窗框在窗架上为闭合状态；
若等于，则控制开窗器主体执行开窗动作，并使窗框相对于窗架在开窗后的夹角为A1，开窗后的换气持续时间为T1；其中，90°＞A1＞0，T1＞0；
S32、判断室内二氧化碳浓度C1是否小于二氧化碳标准浓度C3且大于二氧化碳标准浓度C2；
若室内二氧化碳浓度C1小于二氧化碳标准浓度C3且大于二氧化碳标准浓度C2，则控制开窗器主体执行开窗动作，并使窗框相对于窗架在开窗后的夹角为A2，开窗后的换气持续时间为T2；其中，90°＞A2＞A1，T2＞T1；
S33、判断室内二氧化碳浓度C1是否小于二氧化碳标准浓度C4且大于等于二氧化碳标准浓度C3；
若室内二氧化碳浓度C1小于二氧化碳标准浓度C4且大于等于二氧化碳标准浓度C3，则控制开窗器主体执行开窗动作，并使窗框相对于窗架在开窗后的夹角为A3，开窗后的换气持续时间为T3，其中，90°＞A3＞A2，T3＞T2；
S34、判断室内二氧化碳浓度C1是否大于等于二氧化碳标准浓度C4；若室内二氧化碳浓度C1大于等于二氧化碳标准浓度C4，则控制开窗器主体执行开窗动作，并使窗框相对于窗架在开窗后的夹角为A4，开窗后的换气持续时间为T4，其中，90°≥A4＞A3，T4＞T3。
6.如权利要求5所述的具有换气功能的电动开窗器，其特征在于，在所述S3中，判断室内二氧化碳浓度C1与二氧化碳标准浓度C2、C3和C4之间的关系，以获取相应的窗框开窗夹角以及开窗换气持续时间的判断方法，还包括S35：
S35：当室内经过了S31至S34中任意一步骤的开窗换气持续时间后，再次检测室内二氧化碳浓度，并判断再次检测的室内二氧化碳浓度是否小于二氧化碳标准浓度C2；
若不小于，则将再次检测得到的室内二氧化碳浓度重新输入至S31至S34中进行再次判断，获取相应的窗框开窗夹角以及开窗换气持续时间，以对室内再次进行连通换气。
7.如权利要求6所述的具有换气功能的电动开窗器，其特征在于，在所述S3中，判断室内二氧化碳浓度C1与二氧化碳标准浓度C2、C3和C4之间的关系，以获取相应的窗框开窗夹角以及开窗换气持续时间的判断方法，还包括S36：
重复执行S35，对每次室内连通换气后所检测获得的室内区域的二氧化碳浓度进行决策，直至室内区域的二氧化碳浓度小于二氧化碳标准浓度C2，控制开窗器主体执行关窗动作。
8.如权利要求1至7任意一项所述的具有换气功能的电动开窗器，其特征在于，所述开窗器主体上具有可伸出其链盒的链条，所述链条的自由端上设置有连接块，所述窗框的框体上设置有耳座，所述连接块转动设置在所述耳座内。
9.如权利要求8所述的具有换气功能的电动开窗器，其特征在于，所述连接块的截面呈扇形结构，所述连接块远离其弧面的一侧与所述链条的自由端固定相连，所述连接块的块体上开设有与其弧面弯曲轨迹相平行的弧形槽，所述弧形槽滑动连接有滑块，所述滑块的块体中嵌设有轴座，所述轴座的内安装有轴承，所述轴承的内圈卡合固定有转轴，所述转轴的两端分别固定插设在所述耳座的相应耳部上。
10.如权利要求9所述的具有换气功能的电动开窗器，其特征在于，所述滑块靠近所述耳座的一侧开设有珠槽，所述珠槽内通过弹簧连接有卡珠；当弹簧未发生形变时，所述卡珠的珠心与所述珠槽的槽口相齐平；
所述弧形槽靠近所述耳座一侧的槽壁上沿所述滑块的滑动方向依次间隔开设有多个卡槽，所述卡槽与所述卡珠之间卡接配合。
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