CN201794470U

CN201794470U - 太阳能多功能窗

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Publication number: CN201794470U
Application number: CN2010202458562U
Authority: CN
Inventors: 章景林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2010-06-23
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2020-06-23

Abstract

一种具有太阳能发电、供电系统和多种功能运用的建筑用窗。整窗是：窗户架3与窗户体6组成两部件；光伏电池板窗门I29、II34、III35、IV37、V38分别与光伏电池板I28、II33组成光伏电池板窗门机构，左玻璃窗门A1、B26和右玻璃窗门A15、B25组成玻璃窗门机构；工作中，窗门I29为垂直方向翻转式启闭，其余窗门均为水平方向拉簧式启闭；窗户上有进气轴流风机10和排气轴流风机22组成进气系统和排气系统；另有节能灯11、消毒灯13、空气净化灯14、诱蚊灯21功能件；工作时，遥控器17或操作面板27发布指令，蓄电池组45储电供电，电源控制单元44电路整流，电路控制单元47向负载输送电信号。

Description

太阳能多功能窗

技术领域本实用新型涉及一种具备太阳能发电、供电系统和防盗、透光、遮蔽、空气流通、消毒、净化、蚊虫类虫害驱灭等多种功能的窗户，主要涉及人类用居住建筑方面的窗户。

背景技术本实用新型的目的：当今人类居住用的建筑房屋，正在进入日新月异的时代，随着房地产行业的飞速发展，与建筑方面相关附属产品和材料也一次次地革新，但纵观现在建筑房屋的一个最重要附属产品-窗户，无论是在其产品的结构造型方面，还是在产品的功能特性和材料选用方面，都停留在原始、传统的阶段，已远远跟不上现在房产业快速发展和人们生活水平日益提高的需求。本实用新型就是把此几个方面同时给予了一个理想的创新并进行了有机的结合。

发明内容本实用新型的主要组成部分及其技术方案：一种太阳能多功能窗，包括有：

1-窗户架部件：由金属(塑钢)材料组成一完整的钢架体，外侧四周与建筑墙体筑连固定，内侧与窗户体及光伏电池板窗门相连接，中空用于组装步进电机等元件。

2-光伏电池板窗门机构：由五扇电池板窗门组成，其中一扇单独居于窗户架上部，可在垂直方向90°范围内翻转式启闭；另四扇电池板窗门各由每两扇铰连成两扇组合窗门，分布于窗户架的两侧，可在水平方向拉簧式启闭；五扇门窗均置于窗户架的室外侧。

3-窗户体部件：由金属(塑钢)材料组成一完整的钢架体，与窗户架镶嵌式进行装配，同时用螺栓固定；内侧与玻璃窗门相连接，中空用于组装步进电机、流风机及灯管等元件。

4-玻璃窗门机构：由四扇玻璃窗门组成，每两扇铰连成两扇组合窗门，分布于窗户体的两侧，可在水平方向拉簧式启闭；四扇门窗置于窗户体的室内侧。

5-进气系统：由进气轴流风机配合室外三种导口进行相对应的作业来完成；整体部件装置于窗户体上部两侧。

6-排气系统：由排气轴流风机配合室内外两端各三种导口进行相对应的作业来完成，其中包含了在诱蚊灯作用下的作业；整体部件装置于窗户体下部两侧。

7-灯类系列装置：由空气消毒灯、空气净化灯和节能灯等系列灯交替使用；安装在窗户体两侧，并位于窗户体的室内端。

8-发电供电及操作控制系统：由一只手持式按键操作的遥控器、一手动操作面板、太阳能电池组、蓄电池组、电源控制单元、电路控制单元、传感器系列和经由若干电器连线与步进电机、轴流风机等组成的电路回合。

本实用新型的直接优效是：(1)光伏电池板置于室外窗门面板，使窗户具有发电、储电、供电功能。(2)对人类居住建筑的内室具有空气消毒、净化、流通功能。(3)具有居室内蚊虫类虫害的驱灭功能。(4)由于光伏电池板窗门的钢结构和不透光特性，使得窗户具有防盗、遮蔽和保温功能。(5)窗户上的所有功能动作由电驱动遥控操作完成。(6)由于控制系统中的传感器系列，能正确控制工作过程的始末位置，所以使本机体具备了保护功能；同时由于在控制模块中进行了智能化设置，使操作者更加简捷和人性化。

附图说明说明书附图是：本实用新型太阳能多功能窗的图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8。

图1是本实用新型实施例所述的太阳能多功能窗的室内正面示意图；

图2是本实用新型实施例所述的太阳能多功能窗的图1中局部单元分解示意图；

图3是本实用新型实施例所述的太阳能多功能窗的在一扇单独的光伏电池板窗门开启状态下侧向剖面示意图；

图4是本实用新型实施例所述的太阳能多功能窗的在所有窗户门均开启状态下侧向剖面示意图；

图5是本实用新型实施例所述的太阳能多功能窗的在所有窗户门均开启状态下水平俯向剖面示意图；

图6是本实用新型实施例所述的太阳能多功能窗的室外正面示意图；

图7是本实用新型实施例所述的太阳能多功能窗的太阳能发电供电系统流程示意图；

图8是本实用新型实施例所述的太阳能多功能窗的工作控制原理示意图.

附图标记说明：

图1中：1-左玻璃窗门A，2--窗门启闭动力区，3-窗户架，4--上位玻璃，5-铰链，6--窗户体，7--滑轨区，8--建筑墙，9--固定螺栓，10--进气轴流风机，11--节能灯，12-壳体，13-消毒灯，14-空气净化灯，15--右玻璃窗门A，16-装饰盖，17-遥控器，18--下位玻璃，19--下导口盖(内)，20--步进电机I，21--诱蚊灯，22--排气轴流风机，23-下导口网(内)，24--窗门枢区，25-右玻璃窗门B，26-左玻璃窗门B，27--手动操作面板。

图2中：2-1…步进电机II，2-2…滑轨条，7-1…滑轮，24-1…轴承。

图3中：28--光伏电池板I，29--光伏电池板窗门I，30--步进电机III，31-螺母柱，32--支撑套，33-光伏电池板II，34-光伏电池板窗门II。

图4中：35--光伏电池板窗门III，36--电池板窗门玻璃。

图5中：37--光伏电池板窗门IV，38-光伏电池板窗门V。

图6中：39-上导口盖，40--步进电机IV，41-步进电机V，42-上导口网，43--湿度传感器，44-电源控制单元，45-蓄电池组，46-温度传感器，47--电路控制单元，48--下导口网(外)，49-下导口盖(外)。

图7中：50--直流负载，51--交流负载，52-太阳能电池组，53-太阳光能，54--输入电表，55--输出电表，56--电网，57-交流备用，44-1…光伏发电逆变器，44-2…交流开关，44-3…直流开关，44-4…充放电控制器。

图8中：47-1…高频接收模块，47-2…主控制模块，47-3…检测接收模块。

具体实施方式本实用新型整个设施结构组成、操作过程及原理：

(一)太阳能电的形成及其所组成窗门的工作过程：所述的窗户架部件和光伏电池板窗门机构中，由金属(塑钢)为材料制成的窗户架3，在建筑施工同时即与建筑墙8连接一体；当交付用户使用时，把一只步进电机V 41、二只步进电机III 30、窗门枢区24内的二只轴承24-1及窗门启闭动力区2内上下的二根滑轨条2-2装配在窗户架3的相关位置；由光伏电池板窗门I 29和光伏电池板I 28组成上部单独的窗门，通过步进电机V41和轴承24-1可绕轴在垂直方向90°范围内翻转式启闭；由光伏电池板窗门II 34和光伏电池板窗门III 35及光伏电池板II 33和铰链5组成右侧组合窗门，由光伏电池板窗门IV 37和光伏电池板窗门V38及光伏电池板II 33和铰链5组成左侧组合窗门，此二组合窗门通过步进电机III 30、轴承24-1、滑轨区7内的滑轮7-1和滑轨条2-2配合作用，可在水平方向进行拉簧式启闭。当29、34、35、37、38均处于闭合状态时(如图6所示)，光伏电池板正面朝向室外，充分吸收太阳能光线，源源不断地制造出太阳能电；同时阻挡了射入室内的光线，起到了窗帘所具有的全遮蔽功能，从而也断绝了室内外的热传递；另外由于窗门是用金属或塑钢等材质制作衬架，而步进电机又具有自锁功能，所以闭合的五扇光伏电池板窗门相当于在窗户架3的外侧安置了一道防盗窗门。当29处于开启状态，34、35、37、38还处于闭合状态时(如图3所示)，34、35、37、38上部的电池板窗门玻璃36给室内透进了整窗1/3左右的光线，使室内有了一定的光亮度，此时还处于防盗状态，而光伏电池板I 28朝于正向上方，更加增加了光通量的吸收。当29、34、35、37、38均处于开启状态时(如图4、5所示)，光伏电池板正面始终与室外太阳能光线接触而吸收，同样能源源不断地制造出太阳能电，此时室内充分地接受着整个窗户面积的光照度；另外此状态下的29、34、35、37、38还充当起窗户雨棚的功效，不过此时防盗功能已不具备。

(二)玻璃窗门的组成及其工作过程：所述的窗户体部件和玻璃窗门机构中，由金属(塑钢)为材料制成的窗户体6，通过八只固定螺栓9与窗户架3紧固，其中螺母柱31、支撑套32是在装配固定过程中起增加强度和精确定位的作用，装饰盖16为螺栓9起遮盖装饰作用(如图3所示)；由左玻璃窗门A1、左玻璃窗门B26及上位玻璃4、下位玻璃18和铰链5组成左侧组合玻璃窗门，由右玻璃窗门A15、右玻璃窗门B25及上位玻璃4、下位玻璃18和铰链5组成右侧组合玻璃窗门，此二组合玻璃窗门通过窗门启闭动力区2内的步进电机II 2-1、轴承24-1、滑轮7-1和上下滑轨条2-2配合作用，在水平方向进行拉簧式启闭。当1、15、25、26均处于闭合状态时(如图1所示)，如果29、34、35、37、38等光伏电池板窗门也处于闭合状态，此时窗户全不透光，室内处于无室外光线、双重保温和双重隔音状态；如果29处于开启状态，34、35、37、38还处于闭合状态时(如图3所示)，此时室内有了一定的光亮度，但还在双重保温和双重隔音状态；如果29、34、35、37、38均处于开启状态，此时室内充分地接受着整个窗户面积的光照度，但只有玻璃窗门还在保温和隔音状态；当1、15、25、26均处于开启状态，且29、34、35、37、38也均处于开启状态(如图4、5所示)，此时室内充分地接受着整个窗户面积的光照度，同时室内充分地接受室外空气的交换。

(三)进气、排气系统的工作过程：所述的进气系统中，窗户体6上部两侧，进气轴流风机10与壳体12组合成一个部件，其中节能灯11、消毒灯13和空气净化灯14也安装在此部件上(如图1所示)，整个部件能简便地安装或坼卸(只能在室内)；室外一端的上导口盖39、上导口网42和步进电机IV 40装置于此部件的室外端(如图6所示)，39、42可绕40的轴芯转动，40和10固定不动。当室内需要空气流通或置换时，操作遥控器17或手动操作面板27的按键，进气轴流风机10开始工作，根据需求可调节10转速，从而得到不同的风力或流动量；当室外空气环境不良时，启动步进电机IV 40，使上导口网42置位于进气轴流风机10的对接口，此时进入室内的是经过网滤的清晰空气；当不需要空气流通或置换时，同样启动步进电机IV 40，使上导口盖39置位于进气轴流风机10的对接口，此时室内外空气不流通，10不工作。

所述的排气系统中，窗户体6下部两侧，排气轴流风机22与下导口盖(内)19、下导口网(内)23、下导口网(外)48、下导口盖(外)49及步进电机I 20组合成一个部件(如图1、6所示)，其中诱蚊灯21安装在此部件排气轴流风机22的室内端导口上，整个部件能简便地安装或坼卸(只能在室内)；室内一端的19、23、21和室外一端的48、49可绕20的轴芯转动，20和22固定不动。当室内需要空气流通或置换时，操作遥控器17或手动操作面板27的按键，排气轴流风机22开始工作，根据需求可调节22转速，得到不同的排出风力或流动量；当室外空气环境不良时，启动步进电机I 20，使下导口网(内)23、下导口网(外)48置位于排气轴流风机22的内外对接口，此时室外的不良空气部能侵入室内；当不需要空气流通或置换时，同样启动步进电机I 20，使下导口盖(内)19、下导口盖(外)49置位于排气轴流风机22的内外对接口，此时室内外空气不流通，22不工作；当进入夏季，室内有蚊虫类侵扰时，把诱蚊灯21置位于排气轴流风机22的室内对接口，21和22同时工作，室内的蚊虫类害虫就被引诱而驱逐到了室外(此时所有窗门均闭合，其它负载均不工作)。

所述的进气、排气系统配合使用，使进气和排气形成一个循环，从而不断地更新室内的空气，使室内保持一个稳定的有氧环境；当室外有自然风存在时，停止给进、排气轴流风机10、22供电，利用轴流风机的自然导向，同样能使室内环境达到流风和有氧的效果。

(四)灯类工作程序：所述的灯类-节能灯11、消毒灯13、空气净化灯14，安装在窗户体6的两侧，并位于窗户体6的室内端(如图1所示)；当室内空气不良或有异味时，开启消毒灯13，对室内空气进行消毒，消毒时，窗户上的所有空气通口进行关闭，并建议人们离开该室内；当需要进一部获取优质的室内空气环境时，关闭消毒灯13，开启空气净化灯14，此时窗户上的空气通口可开启流通，人们也可共处室内；当人们需要照明使用时，使用节能灯11即可。

(五)太阳能发电供电系统、操作控制系统及原理：所述太阳能发电供电系统、操作控制系统是(如图1、6、7所示)，遥控器17可在室内任何位置随人输入命令，不用时可悬挂在窗户架6一侧，而手动操作面板27上的按键功能更加直观简捷，两种操作命令互用、互补、不干涉；由光伏电池板I、II(即28、33)与光伏电池板窗门I、II、III、IV、V(即29、34、35、37、38)以及内部的布线组成了太阳能电池组52；蓄电池组45、电源控制单元44、电路控制单元47、湿度传感器43及温度传感器46等组件，均装置于窗户体6一侧的内部(手动操作面板27后面)；43、44、45、46、47等组件的电路循环是窗户内部布线与直流负载50连接，并由此与步进电机、轴流风机及灯类等形成内部电路回合；另外整体窗户输入输出电线经由建筑房屋的布线和交流负载52、输入电表54、输出电表55及外在电网56形成外部电路回合；交流备用57使得本窗户的太阳能发电系统更加人性化。

所述的太阳能发电供电系统原理是(如图7所示)，太阳光能53，通过空气介质，直接传递给太阳能电池组52；经太阳能电池组52的光伏电池板I、II(28、33)转化，产生的直流电通过电源控制单元44内的直流开关44-3和充放电控制器44-4，将52所产生的电能储存在蓄电池组45中，蓄电池组45可为直流负载50(本窗户的用电便是负载之一)直接供电；当交流负载51需要用电时，蓄电池组45向光伏发电逆变器44-1供电，44-1将直流电转换为交流电，经由交流开关44-2供交流负载51使用；当蓄电池组44储满而直流负载50和交流负载51均停止使用电能时，太阳能电池组52产生的直流电经充放电控制器44-4后，由光伏发电逆变器44-1转换成交流电，继而输送到外在电网56中，并在输出电表55上给予量化标记。

所述的操作控制系统的工作原理是(如图8所示)，窗户工作时，太阳能电池组52或蓄电池45的直流电，通过电源控制单元44内的充放电控制器44-4，向窗户电路输送电能；在电路控制单元47中，高频接收模块47-1从遥控器17中接到信号，经过主控制模块47-2向玻璃窗门1、26、15、25，电池板窗门29、34、35、37、38，步进电机20、40，轴流风机10、22，灯类系列11、13、14、21等负载发布工作命令；同样步进电机2-1、20、30、40、41的数据信号，湿度、温度传感器43、46等向检测接收模块47-3传送信号，经过主控制模块47-2向上述负载发布工作命令；当手动操作面板27向主控制模块47-2传送信号时，负载则直接接受命令而工作。

(六)工作项目协调配合：所述本窗户各功能机件在各施其职时，根据室内实际要求，可互相配合进行有序的工作。当室内空气不良而室外空气良好时，可遵循以下步骤操作：开启所有窗门，置换室内外空气；关闭所有窗门，让进气系统和排气系统配合工作，使室内外空气进行循环；依次开启消毒灯、空气净化灯，使室内空气得到更高净化效果。当室内空气不良而室外恶劣时，操作步骤是：开启或关闭光伏电池板窗门，关闭玻璃窗门，同时让进气系统和排气系统配合工作，并使室外进出风口处于导口网过滤状态。当在夜晚时段，步骤是：关闭所有窗门，同时让进气系统和排气系统配合工作(小转速或不供电自然风即可)，进出风口还是处于导口网过滤状态。当室内无人时段，要求关闭所有窗门，各职能件不工作，但太阳能发电系统正常工作，此时使室外进出风口处于导口盖隔闭状态。当夏季蚊虫侵扰时，可关闭所有窗门，只让排气系统的轴流风机和诱蚊灯工作一段时间即可。根据上述配合项目，结合各传感器，可在控制系统内设置一定的程序，从而使上述项目得到自动智能化工作。

Claims

1.一种太阳能多功能窗，包括有：一窗户架部件和一窗户体部件组成的窗户，一光伏电池板窗门机构和一玻璃窗门机构组成的窗门机构，一进气系统和一排气系统组成的室内空气调节系统，由多种功能灯组成的灯类系列，由若干电器组件组成的太阳能发电供电系统和窗户工作控制系统，其特征在于：所述的窗户是窗户架部件与窗户体部件装配组合，所述的窗门机构是光伏电池板窗门机构和玻璃窗门机构组合，所述的窗户有进气系统和排气系统功能系统，所述的窗户灯类系列是节能灯、消毒灯和空气净化灯以及诱蚊灯多种功能灯，所述的太阳能发电供电系统和窗户工作控制系统分别是：窗户内有发电供电的电器单元组合和窗户进行各功能操作的电路控制单元组合。

2.根据权利要求1所述的太阳能多功能窗，其特征在于：所述的窗户架部件和窗户体部件是，窗户架(3)外侧与建筑墙(8)筑连固定，内侧分别与光伏电池板窗门I(29)、II(34)、III(35)、IV(37)、V(38)连接；窗户体(6)与窗户架(3)部件通过固定螺栓(9)装配组合，其内侧分别与左玻璃窗门A(1)、B(26)和右玻璃窗门A(15)、B(25)连接；窗户架(3)和窗户体(6)的组成材料均是金属、塑钢。

3.根据权利要求1所述的太阳能多功能窗，其特征在于：所述的光伏电池板窗门机构是，光伏电池板窗门I(29)、II(34)、III(35)、IV(37)、V(38)上，分别覆有光伏电池板I(28)和II(33)，其中光伏电池板窗门I(29)单独通过步进电机V(41)可绕轴在垂直方向90°范围内翻转式启闭，光伏电池板窗门II(34)、III(35)、IV(37)、V(38)组成二组窗门通过步进电机III(30)在水平方向进行拉簧式启闭，开启和关闭两状态光伏电池板窗门均接受太阳能；机构材料组成是金属、塑钢、光伏电池板。

4.根据权利要求1所述的太阳能多功能窗，其特征在于：所述的玻璃窗门机构是，左玻璃窗门A(1)、左玻璃窗门B(26)组成左玻璃窗门组合，右玻璃窗门A(15)、右玻璃窗门B(25)组成右玻璃窗门组合；两组合窗门分别在步进电机II(2-1)作用下，在水平方向进行拉簧式启闭；机构材料组成是金属、塑钢、玻璃。

5.根据权利要求1所述的太阳能多功能窗，其特征在于：所述的进气系统是，进气轴流风机(10)、上导口盖(39)、步进电机IV(40)、上导口网(42)与壳体(12)组成部件，整个部件能简便地安装到窗户体(6)的上部两侧。

6.根据权利要求1所述的太阳能多功能窗，其特征在于：所述的排气系统是，排气轴流风机(22)与室内端的下导口盖(内)(19)、下导口网(内)(23)和室外端的下导口网(外)(48)、下导口盖(外)(49)、及步进电机I(20)组成部件，整个部件能简便地安装到窗户体(6)的下部两侧。

7.根据权利要求1所述的太阳能多功能窗，其特征在于：所述的节能、消毒、净化和蚊虫类驱逐功能是，节能灯(11)、消毒灯(13)、空气净化灯(14)安装在窗户体(6)室内端的两侧，诱蚊灯(21)预置于排气系统的室内端进风口。

8.根据权利要求1所述的太阳能多功能窗，其特征在于：所述的太阳能发电供电系统是，光伏电池板I(28)、II(33)与光伏电池板窗门I(29)、II(34)、III(35)、IV(37)、V(38)以及内部的布线组成了太阳能电池组(52)，产生的直流电通过电源控制单元(44)，将电能储存在蓄电池组(45)中，蓄电池组(45)可为直流负载(50)直接供电，同时经光伏发电逆变器(44-1)后可为交流负载(51)供电；电源控制单元(44)、蓄电池组(45)装置于窗户体(6)上的手动操作面板(27)后内；剩余的交流电可输送到外电网(56)中，并在输出电表(55)上给予量化标记。

9.根据权利要求1所述的太阳能多功能窗，其特征在于：所述的窗户工作控制系统是，遥控器(17)和手动操作面板(27)两元件发布工作命令，通过湿度传感器(43)、温度传感器(46)、蓄电池组(45)、电路控制单元(47)及窗户内部布线，与直流负载(50)连接，并由此再与步进电机、轴流风机及灯类等形成电路回合；在电路控制单元(47)中，有高频接收模块(47-1)、主控制模块(47-2)、检测接收模块(47-3)三大模块；湿度传感器(43)、温度传感器(46)、电路控制单元(47)同样装置于窗户体(6)上的手动操作面板(27)后内。