CN115095259B - 一种储热遮阳的翻转窗及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种储热遮阳的翻转窗及使用方法，包括：窗扇，通过翻转组件与窗户框架连接，内嵌双层玻璃形成空气间层；储料盒，设于窗扇的一侧，朝向空气间层设有开口；定向导热板，内设于储料盒；蓄热材料，储存在储料盒内，位于定向导热板的一侧，通过开口流入或流出空气间层。本发明提供的翻转窗，兼顾遮阳与采光的功能，且安装维护方便，成本低廉，内置高蓄热材料增强热容量，可以达到良好的节能效果。

Description

一种储热遮阳的翻转窗及使用方法

技术领域

本发明涉及建筑门窗技术领域，具体地涉及一种储热遮阳的翻转窗及使用方法。

背景技术

窗户是建筑外围护结构的重要组成部分，是建筑围护结构中保温隔热能力最薄弱的环节之一。在寒冷季节，通过普通窗户的传热损失通常要占到围护结构总耗热量的10–25％；而在炎热季节，过多的太阳辐射穿透玻璃窗，则大大增加了冷负荷。合理的外窗设计对建筑节能具有非常重要的意义，可以有效降低建筑空调负荷，提升室内自然采光质量，改善室内空气品质，为室内人员提供舒适的光热环境。

翻转窗起源于上世纪60年代，是一种可以窗扇完全反转的窗户系统，用以降低玻璃清洁成本，并在高层和高层建筑中提供紧急逃生通道。目前对翻转窗的设计集中于改变双层玻璃某一层的玻璃性质，但是对于翻转窗玻璃间层的填充材料还亟待开发。传统玻璃窗热惰性小，室温受外界环境影响较大，且现有的窗户无自带遮阳功能，只能在建筑外墙或窗户内侧安装遮阳装置，安装遮阳装置不仅浪费时间，增加装修成本，还可能影响整个房屋的建筑风格，影响美观。特别是在海南地区，日照强烈，为室内的人们生活带来紫外线和高温的伤害极大，如何在需要遮阳时遮阳，在需要阳光时享受阳光就成了一个难题。

发明内容

为解决上述提出的技术问题，本发明提供了一种储热遮阳的翻转窗及使用方法，兼顾遮阳储热及采光的功能，且安装维护方便，成本低廉，内置高蓄热材料增强热容量，可以达到良好的节能效果。

本发明的第一方面，提供了一种储热遮阳的翻转窗，包括：窗扇，通过翻转组件与窗户框架连接，内嵌双层玻璃形成空气间层；储料盒，设于窗扇的一侧，朝向空气间层设有开口；定向导热板，内设于储料盒；蓄热材料，储存在储料盒内，位于定向导热板的一侧，通过开口流入或流出空气间层。

进一步的，储料盒内部通过定向导热板划分储料区和隔热区；储料区设有开口，用于储存蓄热材料。

进一步的，窗扇还设有窗扇框架；窗扇框架的一边设置储料盒，与储料盒配合固定双层玻璃。

进一步的，储料盒可拆卸的安装于窗扇框架。

进一步的，翻转组件包括连接件、第一转动轴和第二转动轴；第一转动轴内嵌于窗扇框架外侧；第二转动轴内嵌于窗户框架内侧；连接件分别连接于第一转动轴和第二转动轴。

进一步的，连接件为伸缩结构，并设有限位器。

进一步的，蓄热材料的填充体积为空气间层体积的100％-150％。

进一步的，开口位于双层玻璃之间，使蓄热材料流入或流出空气间层。

本发明的第二方面，提供了一种翻转窗的使用方法，采用上述的翻转窗，其步骤如下：

内拉窗扇，翻转180°，蓄热材料填充到空气间层，再次内拉窗扇，使窗扇复位进行遮阳；

内拉窗扇，翻转180°，蓄热材料回流到储料区，再次内拉窗扇，使窗扇复位；同时蓄热材料向室外进行散热。

进一步的，内拉窗扇，连接件伸展，限位器打开限位固定，进行窗扇的翻转和储料盒的更换；再次内拉窗扇，限位器关闭，后推窗扇，连接件收缩，窗扇复位。本发明的技术方案，采用高蓄热材料与双层玻璃窗相结合，增强夏季遮阳隔热，实现人性化可调节室内遮阳的效果；通过翻转组件和定向导热板使储料盒中的高蓄热材料进入空气间层，在夏季高温高辐射环境下，蓄热材料白天能够吸收大量的太阳热辐射起到遮阳效果，夜间翻转后进入储料盒将热量通过加强室外侧对流向室外放出，能有效削减建筑冷负荷，调节室内温度的波动，提升原有围护结构热性能；同时该装置可拆卸后更换蓄热介质，以便维护。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1是本实施例的翻转窗的结构示意图；

图2是本实施例的翻转窗的翻转组件的结构示意图；

图3是本实施例的翻转窗的储料盒内部的结构示意图；

其中，图1-3中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1窗扇，2储料盒，3定向导热板，4蓄热材料，5窗户框架，6双层玻璃，7空气间层，8开口，9窗扇框架，10连接件，11第一转动轴，12第二转动轴，13限位器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面参照图1来描述本发明的第一方面，提供了一种储热遮阳的翻转窗，包括：窗扇1，通过翻转组件与窗户框架5连接，内嵌双层玻璃6形成空气间层7；储料盒2，设于窗扇1的一侧，朝向空气间层7设有开口8；定向导热板3，内设于储料盒2；蓄热材料4，储存在储料盒2内，位于定向导热板3的一侧，通过开口8流入或流出空气间层7。

在上述实施例中，如图3所示，储料盒2内部通过定向导热板3划分储料区和隔热区；储料区设有开口8，用于储存蓄热材料4。定向导热板3的设置，在储料盒2内将蓄热材料4进行隔离，防止蓄热后的蓄热材料4在散热时将热量散发到室内，增加室内冷负荷，通过简单的隔离达到了平衡室内温度的效果。定向导热板3在隔热区可以在腔体四周涂覆隔热涂料，有效阻止热量通过隔热区向室内的传输，也可加厚定向导热板3，通过隔热区的空间减少热量向室内传输。定向导热板3结合可拆卸的储料盒2，可针对海南的气候进行设计，根据早晚温差及湿度的要求，可随时更换定向导热板3的方向，特别是在天气寒冷的时候，充分利用阳光充足时储藏的热量，通过定向导热板3将储热散发到室内，增加室内温度而减少湿度，变相的增加的太阳能的利用，更加环保节能，也充分利用了自然环境，将弱势变优势，增加了人们的生活质量。

在上述实施例中，窗扇1还设有窗扇框架9；窗扇框架9的一边设置储料盒2，与储料盒2配合固定双层玻璃6。窗扇框架9是为了固定双层玻璃6，同时实现窗扇1的翻转，从而实现蓄热材料4的遮阳蓄热的作用；储料盒2的设计，满足了在遮阳和采光的完美结合，在需要的时候，随时更换窗扇1的样式，满足室内对温度和阳光的需要，便于调整和操作。

在上述实施例中，储料盒2可拆卸的安装于窗扇框架9。储料盒2设有插接口，窗扇框架9上设有连接口，通过简单的插拔就可完成更换储料盒2。因此在不同的地区和不同温度的需要，需要采用不同的蓄热材料4，根据蓄热材料4进行更换储料盒2。比如，在海南地区，根据日照的时间和强度，选择不同的蓄热材料，满足遮阳和采光的需要。储料盒2的可拆卸，可双向安装，使储料区与隔热区位置互换，这样设计的效果为：在夏季，将储料区面向室外方向，将蓄热材料4的热量散发到室外，保持室内的凉爽；在冬季，可以将储料盒换面，将储料区面向室内方向，就会将蓄热材料4的热量散发至室内，增加室内温度，也减少了室内取暖的能量消耗，可见蓄热材料4有效调节了室内温度。

在上述实施例中，双层玻璃6平行间隔设置形成空气间层7，间隔距离为6-12mm。在窗扇框架9内侧设置凹槽，双层玻璃6置于凹槽内部，其间隙填充封胶密封，将双层玻璃6固定。双层玻璃6的设置，一是在需要遮阳时为蓄热材料提供空间，二是具有加大整窗热阻，减少室内热(冷)量损失的作用。双层玻璃6间隔距离的选择，根据当地的太阳光照强度及室内温度及光线的需要进行选择，如光照强度越大，玻璃间隔越大，则空气间层7内部的蓄热材料4体积变大，吸收热量就高；在室内光线需要较高的环境下，玻璃间隔设置较小，保证在遮阳隔热的情况下保证光线要求。

在上述实施例中，翻转组件包括连接件10、第一转动轴11和第二转动轴12；第一转动轴11内嵌于窗扇框架9外侧；第二转动轴12内嵌于窗户框架5内侧；连接件10分别连接于第一转动轴11和第二转动轴12。翻转组件采用不锈钢材质，抗强风稳定性良好。窗户框架5内侧与窗扇框架9外侧均设置约5mm的凹槽，将转动轴嵌入凹槽内螺栓固定。转动轴内嵌的设计是为了减少内外窗框架之间的缝隙，保证窗户的密封效果。转动轴可带动窗扇1进行360°的转动，从而达到翻转窗扇1的作用。翻转组件的设置一是蓄热材料4进出储料盒2；二是使遮阳窗具有双重工况，通过旋转达到遮阳工况和中空工况，实现遮阳窗的双重作用。

在上述实施例中，连接件10为伸缩结构，设有限位器13。连接件10可以伸缩调节自身的长度，从而调整窗扇1与窗户之间的距离。限位器13设置在连接件10内部，通过限位器13固定窗扇1拉伸的位置：打开窗扇1时，内拉窗扇1，连接件10伸展，限位器13开启限位固定；再次向外拉窗扇1，限位器13关闭，向后推窗扇1，连接件10收缩，窗扇1回归到窗户内，关闭窗户。在上述实施例中，翻转组件设置一个或两个。当设置两个时，如图1所示，在窗户框架5内侧的左右两边相对设置，在窗扇框架9外侧的左右两边相对设置，保持平行。翻转组件的数量根据窗扇1的大小和重量进行设计。

在上述实施例中，在窗扇框架9上还设置有拉手，便于窗扇的打开和关闭。拉手可以设置一个或两个，根据窗扇1的大小和重量进行设计。

在上述实施例中，蓄热材料4的体积为空气间层7体积的120％-150％。蓄热材料4白天能够吸收大量的太阳热辐射并在夜间将热量通过加强室外侧对流向室外放出，蓄热材料4可选细沙、石英砂、相变微胶囊等蓄热材料4。蓄热材料4的体积大于空气间层7体积，一是为了保证空气间层7充满，没有空隙产生，保证全面的遮阳作用；二是蓄热材料4流出储料盒2后，在蓄热材料4自身重力的作用下充满空气间层，多余的蓄热材料4起到压实的作用形成蓄热层，增加蓄热隔热效果。针对本公开选取的海南地区，利用当地的黄沙和白沙做蓄热材料4，就地取材，降低成本，而且可根据需要进行黄沙和白沙的选择，根据室内需要及装修风格，进行不同颜色和材质的选择，增加了室内美观。

在上述实施例中，储料盒2安装在窗扇框架9底部，朝向双层玻璃6的一侧设有开口8；开口8位于双层玻璃6之间，蓄热材料4通过开口8流入或流出空气间层7。储料盒2可以根据窗扇框架9的底框设计，代替窗扇框架9的底框；也可以设计成底框的一部分，安装在底框上与玻璃连接的地方。

在上述实施例中，开口8的宽度设置为4-10mm。开口8根据空气间层7的宽度和蓄热材料4进行选择，保证在重力的作用下，蓄热材料4可以顺利流进或流出储料盒2。

根据上述的翻转窗进行功效测试：

为探究翻转窗在翻转前后两个工况下的性能变化，对其间层填充的材料进行物性测试，测试结果见表1。两个工况分别是：遮阳工况(填充蓄热材料)、中空工况(空气)；双层玻璃选取6mm厚的白玻璃，其安装间距为9mm的空气间层，进行蓄热材料的填充。

本次翻转窗测试的蓄热材料选择的是三种粒径的细沙，分别为1-2mm、40-80目以及80-120目(目是一种衡量颗粒和粉末粒径的单位，1mm＝16目)。通过测试结果可以看出翻转窗在两个工况下，内部充填细沙的热工参数与空气相差较大，其密度、导热系数远远高于空气。为探究本翻转窗的蓄热效能，参照GB 50176-93《民用建筑热工设计规范》计算了翻转窗的蓄热系数。经计算，翻转窗遮阳工况下的24h蓄热系数最低为1.105W/(K·m²)，可达中空玻璃窗的13倍以上。说明本翻转窗在遮阳工况下，其蓄热性能相较普通中空玻璃窗可以得到大大提升。

表1翻转窗填充材料性能测试结果

相对遮阳效果，进行了翻转窗在翻转前后的光学热工参数值测试，其具体数据见下表2。翻转窗在翻转后的遮阳工况下传热系数(K)有所上升，但其可见光透过率大大降低，太阳能得热系数(SHGC)也有所下降，反射率有所提高。可见翻转窗遮阳工况可以阻隔大量的太阳辐射，在室内人员不需要阳光进入室内时起到良好的遮阳效果。

表2翻转窗翻转前后光学热工参数

综上所述，本翻转窗具备双重工况，一是与普通玻璃窗相同的中空工况，可保证室内人员日常光线所需；二是遮阳工况，其内部填充的细沙不仅具备良好的蓄热效果，储存部分太阳辐射能量，达到利用太阳能的效果，同时也可起到良好的遮阳效果，在太阳辐射过强或室内人员不需要光线进入室内时起到窗帘一样的避光效果。

本发明的第二方面，提供了一种翻转窗的使用方法，采用上述的翻转窗，其步骤如下：

在高温高辐射的环境下，需要遮阳时，内拉置于窗户框架5内的窗扇1，连接件10伸展，限位器13打开限位固定；通过转动轴将窗扇1翻转180°，储料盒2置于窗扇1顶部，内置的蓄热材料4在重力的作用下进入并充满空气间层7；再次内拉窗扇1，限位器13关闭，后推窗扇1，连接件10收缩，窗扇1复位；此时，平铺的蓄热材料4起到遮阳的效果，并吸收大量的太阳热辐射，将太阳能储存于蓄热材料4内部，维持室内的温度和光线。

当需要采光或夜间不需要遮阳时，再次内拉窗扇1，限位固定后，窗扇1翻转180°，储料盒2置于窗扇1底部，蓄热材料4全部进入储料盒2的储料区；再次内拉窗扇1，限位器13关闭，后推窗扇1，窗扇1复位；此时，蓄热材料4将热量带入储料盒2，因储料盒2内的储料区和隔热区的设置，将蓄热材料4储藏的热量通过加强室外侧对流向室外散热放出，能有效削减建筑冷负荷，减少室内温度的波动，提升原有围护结构热性能。

在上述实施例中，在连接件10伸展的状态下，进行窗扇1的翻转和储料盒2的更换。也可通过卸载转动轴与框架的连接，或是卸载连接件与转动轴的连接，实现窗扇1的更换，以便进行维护。可进行新旧窗扇1的更换，也可以根据实际需要进行蓄热材料4的更换。在更换蓄热材料4时，也可采用只拆卸储料盒2完成。蓄热材料4的选择，也是根据光线的强度及室内温度需求进行不同材料的选择。

本发明的技术方案，采用高蓄热材料与双层玻璃窗相结合，增强夏季遮阳隔热，实现人性化可调节室内遮阳的效果；通过翻转组件和定向导热板的设计使储料盒中的高蓄热材料进入空气间层，在夏季高温高辐射环境下，蓄热材料白天能够吸收大量的太阳热辐射起到遮阳效果，夜间翻转后进入储料盒将热量通过加强室外侧对流向室外放出，能有效削减建筑冷负荷，调节室内温度的波动，提升原有围护结构热性能；同时该装置可拆卸后更换蓄热介质，以便维护；由于本翻转窗可360度旋转，故还可以降低玻璃清洁成本，并在高层和高层建筑中提供紧急逃生通道。

本发明充分利用太阳能减少能耗，是储能与遮阳兼顾的人性化翻转窗，安装维护便捷，具有高效节能、成本低廉等优点，可为发展绿色低能耗建筑提供技术参考。

在本发明说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本发明说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请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实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。

以上仅为本发明的优选实施，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种储热遮阳的翻转窗，其特征在于，包括：

窗扇，通过翻转组件与窗户框架连接，内嵌双层玻璃形成空气间层；

储料盒，设于所述窗扇的一侧，朝向所述空气间层设有开口；

定向导热板，内设于所述储料盒；

蓄热材料，储存在所述储料盒内，位于所述定向导热板的一侧，通过所述开口流入或流出所述空气间层，其中，

所述储料盒内部通过所述定向导热板划分储料区和隔热区；所述储料区用于储存所述蓄热材料；

所述窗扇还设有窗扇框架；所述窗扇框架的一边设置所述储料盒，与所述储料盒配合固定所述双层玻璃；

所述储料盒可拆卸的安装于所述窗扇框架，且可双向安装于所述窗扇框架；

所述定向导热板可更换方向；

所述蓄热材料的填充体积为所述空气间层体积的100％-150％。

2.根据权利要求1所述的翻转窗，其特征在于，

所述翻转组件包括连接件、第一转动轴和第二转动轴；

所述第一转动轴内嵌于所述窗扇框架外侧；所述第二转动轴内嵌于所述窗户框架内侧；所述连接件分别连接于所述第一转动轴和所述第二转动轴。

3.根据权利要求2所述的翻转窗，其特征在于，

所述连接件为伸缩结构，并设有限位器。

4.一种翻转窗的使用方法，其特征在于，采用权利要求1-3任一所述的翻转窗，其步骤为：

内拉窗扇，翻转180°，蓄热材料填充到空气间层，再次内拉窗扇，使窗扇复位进行遮阳；

内拉窗扇，翻转180°，蓄热材料回流到储料区，再次内拉窗扇，使窗扇复位；同时蓄热材料向室外进行散热。

5.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，

内拉所述窗扇，连接件伸展，限位器打开限位固定，进行所述窗扇的翻转和储料盒的更换；再次内拉所述窗扇，所述限位器关闭，后推所述窗扇，所述连接件收缩，所述窗扇复位。