CN207278093U - 一种被动式热致变色智能窗 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种被动式热致变色智能窗，包括隔热铝型材窗框、安装于隔热铝型材窗框的内围的玻璃板及安装于隔热铝型材窗框的内部的发电系统；所述玻璃板靠近室内的表面镀有可逆热致变色膜，所述玻璃板的内部设有蜿蜒的微流道。本实用新型的可逆热致变色膜可自动调节窗的进光量，实现对室温的智能化控制。本实用新型的发电系统可将太阳光辐射或室外空气传递给玻璃板的热能进行回收利用，转化为电能，节能环保，而且发电系统的存在不会对窗户的外观美感或透光率造成影响。本实用新型的窗框采用隔热铝型材制成，使用寿命长，免维护，还可对内部的发电系统起到很好的保护作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种窗，尤其涉及一种具有调光和发电功能的被动式热致变色智能窗。
背景技术
迫于能源短缺的压力，目前世界各国都十分注重建筑节能。当前中国建筑能耗占社会总能耗的27％左右。建筑能耗中，玻璃门窗的能耗占到全部建筑能耗的40％～50％，因此窗户的节能是建筑节能中需要重点解决的问题。
西方发达国家和地区在新建建筑上已普遍使用低辐射玻璃，中国目前也进行了一定的推广。但现行的低辐射玻璃还存在一定的局限性，其光学特性不能随环境条件而改变，在冬冷夏热地区难以达到最佳节能效果，在舒适性和节能效果上都有一定的局限性。人们更希望能开发一种具有智能调节能力的玻璃窗，能根据环境温度等情况自动调节玻璃的光学性能；当室内温度偏低时，能让太阳光尽量进入室内，以提高室内的温度，当室温偏高时，又能屏蔽全部或部分阳光，起到阻热的效果。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的缺点和不足，提供一种具有调光和发电功能的被动式热致变色窗。
为达到其目的，本实用新型采用的技术方案为：一种被动式热致变色窗，包括隔热铝型材窗框、安装于隔热铝型材窗框的内围的玻璃板及安装于隔热铝型材窗框的内部的发电系统；隔热铝型材又叫断桥铝型材，具有良好的隔音、隔热、防水及耐腐蚀等功能，本实验新型的窗框采用隔热铝型材制成，使用寿命长，免维护，还可对内部的发电系统起到很好的保护作用。
所述玻璃板靠近室内的表面镀有可逆热致变色膜，所述玻璃板的内部设有蜿蜒的微流道。本可逆热致变色膜可随室内温度的变化而相应发生颜色变化，从而实现自动地调节窗的进光量，当室内温度偏低时，可逆热致变色膜呈透明状态，具有良好的透光性，能让太阳光尽量进入室内，以提高室内的温度；当室内温度偏高时，可逆热致变色膜呈反射状态，能屏蔽全部或部分阳光，起到阻热的效果，从而实现对室内温度的智能化控制。微流道蜿蜒地设于玻璃板内部，一方面不会影响玻璃板的通透性，另一方面可最大程度地吸收玻璃板的热量。
所述发电系统包括温差发电装置、与所述温差发电装置连接的热能回收装置、与所述热能回收装置连接的储液瓶；
所述热能回收装置包括集热管和套装于所述集热管外的换热夹套，所述集热管的一端设有与所述微流道的一端连接的第一引流口，所述集热管的另一端设有与所述储液瓶连接的第二引流口；
所述储液瓶设有与所述第二引流口连接的进液口，所述进液口设有第一循环泵，所述储液瓶还设有与所述微流道的另一端连接的排液口，所述排液口设有第二循环泵，所述储液瓶的内部装有液-气相变蓄热材料；
所述温差发电装置包括设于所述换热夹套外表面上的温差发电片、与所述温差发电片连接的蓄电池，所述第一循环泵和所述第二循环泵分别与所述蓄电池连接。
作为本实用新型的进一步方案，所述发电系统还包括控制模块，所述控制模块包括温度传感器和控制器，所述温度传感器的探针伸入所述玻璃板的内部，所述控制器分别与所述温度传感器、所述第一循环泵、所述第二循环泵和所述蓄电池连接。
本实用新型的发电原理为：温度传感器对玻璃板的温度进行监测并向控制器反馈信号，当太阳光照射或外界温度太高而使得玻璃板温度升高时，控制器控制第二循环泵工作，第二循环泵将储液瓶内部的液-气相变蓄热材料抽送到微流道中，进入微流道的液-气相变蓄热材料吸收玻璃板的热量并发生物相变化、由液态变为气态，变为气态的液-气相变蓄热材料会沿着微流道流向第一引流口，进而进入集热管，集热管对液-气相变蓄热材料的热量进行收集，液-气相变蓄热材料释放热量后恢复液态，液态的液-气相变蓄热材料经第二引流口流出并由第一循环泵抽回储液瓶，从而形成闭路循环系统。集热管收集的热量由换热夹套传递给温差发电片，温差发电片将热能转换为电能，并将电能储存至蓄电池中。蓄电池中的电能可供控制器、第一循环泵、第二循环泵使用，也可外接一连接端口，供日常生活使用。
作为本实用新型的进一步方案，所述控制器为由单片机组成的微控制器系统。
作为本实用新型的进一步方案，所述储液瓶的内部设有液位传感器，所述液位传感器与所述控制器连接。
作为本实用新型的进一步方案，所述集热管的内部设有多个集热肋片。如此，可提高集热管对液-气相变蓄热材料中热量的回收率。
作为本实用新型的进一步方案，所述可逆热致变色膜为掺杂有W、Mo、Mn、F中的一种或几种的VO2材料。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型的被动式热致变色窗设有可逆热致变色膜，可自动调节窗的进光量而实现对室温的智能化控制。本实用新型的被动式热致变色窗还设有发电系统，该发电系统可将太阳光辐射或室外空气传递给玻璃板的热能进行回收利用，转化为电能，节能环保，而且发电系统的存在不会对窗户的外观美感或透光率造成影响。本实用新型的窗框采用隔热铝型材制成，使用寿命长，免维护，还可对内部的发电系统起到很好的保护作用。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的被动式热致变色窗的正面透视图；
图2为图1中A的局部放大图；
图3为本实用新型实施例1的玻璃板的侧面局部剖视图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
本实施例提供一种被动式热致变色窗，如图1至图3所示，包括隔热铝型材窗框1、安装于隔热铝型材窗框1的内围的玻璃板2及安装于隔热铝型材窗框1的内部的发电系统3。
本实施例中，玻璃板2靠近室内的表面镀有可逆热致变色膜4，玻璃板2的内部设有蜿蜒的微流道5。可逆热致变色膜4可随室内温度的变化而相应发生颜色变化，从而实现自动地调节窗的进光量，当室内温度偏低时，可逆热致变色膜4呈透明状态，具有良好的透光性，能让太阳光尽量进入室内，以提高室内的温度；当室内温度偏高时，可逆热致变色膜4呈反射状态，能屏蔽全部或部分阳光，起到阻热的效果，从而实现对室内温度的智能化控制。微流道5蜿蜒地设于玻璃板内部，一方面不会影响玻璃板的通透性，另一方面可最大程度地吸收玻璃板2的热量。
本实施例中，发电系统3包括温差发电装置6、与温差发电装置6连接的热能回收装置7、与热能回收装置7连接的储液瓶8；热能回收装置7包括集热管9和套装于集热管9外的换热夹套10，集热管9的一端设有与微流道5的一端连接的第一引流口11，集热管9的另一端设有与储液瓶8连接的第二引流口12。
本实施例中，储液瓶8设有与第二引流口12连接的进液口13，进液口13设有第一循环泵14，储液瓶8还设有与微流道5的另一端连接的排液口15，排液口15设有第二循环泵16，储液瓶8的内部装有液-气相变蓄热材料17。
本实施例中，温差发电装置6包括设于换热夹套10外表面上的温差发电片18、与温差发电片18连接的蓄电池19，第一循环泵14和第二循环泵16分别与蓄电池19连接。
本实施例中，发电系统3还包括控制模块20，控制模块20包括温度传感器21和控制器22，温度传感器21的探针23伸入玻璃板2的内部，控制器22分别与温度传感器21、第一循环泵14、第二循环泵16和蓄电池19连接。
本被动式热致变色窗的发电原理为：温度传感器21对玻璃板2的温度进行监测并向控制器22反馈信号，当太阳光照射或外界温度太高而使得玻璃板2温度升高时，控制器22控制第二循环泵16工作，第二循环泵16将储液瓶8内部的液-气相变蓄热材料17抽送到微流道中，进入微流道5的液-气相变蓄热材料17吸收玻璃板2的热量并发生物相变化、由液态变为气态，变为气态的液-气相变蓄热材料17会沿着微流道5流向第一引流口11，进而进入集热管9，集热管9对液-气相变蓄热材料17的热量进行收集，液-气相变蓄热材料17释放热量后恢复液态，液态的液-气相变蓄热材料17经第二引流口12流出并由第一循环泵14抽回储液瓶8，从而形成闭路循环系统。集热管9收集的热量由换热夹套10传递给温差发电片18，温差发电片18将热能转换为电能，并将电能储存至蓄电池19中。蓄电池19中的电能可供控制器22、第一循环泵14、第二循环泵16使用，也可外接一连接端口，供日常生活使用。
本实施例中，控制器22为由单片机组成的微控制器系统。
本实施例中，储液瓶8的内部设有液位传感器24，液位传感器24与控制器22连接。
本实施例中，集热管9的内部设有多个错位排列的集热肋片25。如此，可提高集热管9对液-气相变蓄热材料17中热量的回收率。
本实施例中，可逆热致变色膜4是掺杂有W、Mo、Mn、F中的一种或几种的VO2材料。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (6)
1.一种被动式热致变色智能窗，其特征在于：包括隔热铝型材窗框、安装于隔热铝型材窗框的内围的玻璃板及安装于隔热铝型材窗框的内部的发电系统；
所述玻璃板靠近室内的表面镀有可逆热致变色膜，所述玻璃板的内部设有蜿蜒的微流道；
所述发电系统包括温差发电装置、与所述温差发电装置连接的热能回收装置、与所述热能回收装置连接的储液瓶；
所述热能回收装置包括集热管和套装于所述集热管外的换热夹套，所述集热管的一端设有与所述微流道的一端连接的第一引流口，所述集热管的另一端设有与所述储液瓶连接的第二引流口；
所述储液瓶设有与所述第二引流口连接的进液口，所述进液口设有第一循环泵，所述储液瓶还设有与所述微流道的另一端连接的排液口，所述排液口设有第二循环泵，所述储液瓶的内部装有液-气相变蓄热材料；
所述温差发电装置包括设于所述换热夹套外表面上的温差发电片、与所述温差发电片连接的蓄电池，所述第一循环泵和所述第二循环泵分别与所述蓄电池连接。
2.如权利要求1所述的被动式热致变色智能窗，其特征在于：所述发电系统还包括控制模块，所述控制模块包括温度传感器和控制器，所述温度传感器的探针伸入所述玻璃板的内部，所述控制器分别与所述温度传感器、所述第一循环泵、所述第二循环泵和所述蓄电池连接。
3.如权利要求2所述的被动式热致变色智能窗，其特征在于：所述控制器为由单片机组成的微控制器系统。
4.如权利要求3所述的被动式热致变色智能窗，其特征在于：所述储液瓶的内部设有液位传感器，所述液位传感器与所述控制器连接。
5.如权利要求1所述的被动式热致变色智能窗，其特征在于：所述集热管的内部设有多个集热肋片。
6.如权利要求1所述的被动式热致变色智能窗，其特征在于：所述可逆热致变色膜为掺杂有W、Mo、Mn、F中的一种或几种的VO2材料。
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|---|---|---|---|---|
| CN111176048A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-05-19 | 蔡承承 | 利用温差发电自驱的电致变色玻璃及装置 |
| CN111928329A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-11-13 | 汪恒飞 | 自动滤光窗户采暖装置 |
| CN113187345A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-07-30 | 黄微 | 一种新型建筑用风力自通风窗户 |
| CN113867011A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-12-31 | 北京大学深圳研究生院 | 一种新型柔性热电变色膜 |
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