CN212271427U - 冷却-绝热-遮阳一体化天窗 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种冷却‑绝热‑遮阳一体化天窗，窗框采用铝合金材质，上下层玻璃均通过密封胶与天窗上下盖板、窗框相连，上下层玻璃均镀有光谱选择性透射薄膜；窗框分为天窗外腔、天窗内腔、排水腔、控制器腔、蓄电池腔五层腔体空间，外腔与内腔空间内部充满HFC‑125气体，天窗边缘环周设置排水沟槽，内腔上部设置有导轨式遮阳卷轴，卷轴两端设置有电动执行器，下部设置有固定塑料叶片和旋转塑料叶片，旋转塑料叶片两端设有电动执行器，控制器腔与蓄电池腔分别设置有控制器、蓄电池以及逆变器，与窗框右侧安装的光伏电池电连接。本实用新型有益效果是：可根据室内环境需要切换为冷却、绝热、遮阳模式，从而达到调节室内温度、光照的目的。

Description

冷却-绝热-遮阳一体化天窗

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，特别是涉及一种基于光谱选择性透射薄膜材料的冷却-绝热-遮阳一体化天窗。

背景技术

暴露在晴朗夜空下的物体,通常可以达到比环境温度低几度的平衡温度,这种现象称为自然辐射冷却。利用溶胶-凝胶法制备的光谱选择性透过薄膜，对于红外波段的太阳光的透射率很高,在可见光波段内却具有相当高的反射率，作为自然辐射冷却应用的选择性透过覆盖材料，它具有阻挡太阳光中可见光加热其下的物体，同时又允许物体的热以辐射方式穿透该薄膜散发到大气外层空间的双重作用，进而达到辐射冷却的效果。

在建筑屋顶等地方通常要设置天窗以用于通风和采光，如何实现一种集冷却、绝热、遮阳功能为一体的天窗成为目前亟待解决的技术课题。

发明内容

针对现有技术中上的不足，本发明的目的是提供一种冷却-绝热-遮阳一体化天窗，该装置可以根据需要，通过遥控器切换为冷却、绝热、遮阳三种模式，从而达到调节室内温度、光照的目的，具有突出的实用性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种冷却-绝热- 遮阳一体化天窗，包括窗框、玻璃层、排水装置和控制系统，所述窗框是由上、下方框和外壁板材形成的框体，所述框体内对应外壁设有一对隔板且与外壁形成外腔、另一对应外壁一侧壁设有立板且与外壁形成容纳控制装置的腔体，所述一对隔板、立板和一侧外壁板围成内腔；所述框体上下面分别设有天窗上盖板和天窗下盖板，所述天窗上盖板和天窗下盖板的外部分别设有上层玻璃和下层玻璃；所述一对隔板上分别设有遮阳装置的水平支撑。

所述遮阳装置包括遮阳卷轴、导轨，遮阳卷轴安装于导轨上，卷轴中心设置有旋转轴，旋转轴两端安装有电动执行器带动遮阳布沿导轨移动。

所述天窗的内腔设有叶片，所述叶片包括旋转叶片和固定叶片，固定叶片安装并固定于天窗内腔对应的凹槽中，旋转叶片安装于内腔壁面的旋转孔中，旋转叶片两端安装有电动执行器控制叶片进行旋转。

所述下层玻璃为导热玻璃材质，所述上层玻璃为隔热玻璃材质。

所述玻璃外表面均镀有利用溶胶-凝胶法制备的光谱选择性透射薄膜。

所述上层玻璃和下层玻璃分别通过密封胶与天窗上、下盖板、窗框相连。

所述排水装置包括窗框顶部边缘环周设置的排水沟槽、天窗排水腔和排水管。

所述外腔、内腔充满HFC-125气体，所述HFC-125气体在外腔和内腔之间相互流动且与其他腔体之间独立密封。

所述控制系统设有控制器、蓄电池、逆变器、电动执行器和光伏电池，所述光伏电池安装并密封于天窗上部的凹槽中，与天窗内部的蓄电池、逆变器电性连接；所述控制器包括遥控器信号接收单元以及电动执行器控制信号输出单元，并与蓄电池电性连接；所述电动执行器包括转向电机，转向电机与控制器电性连接。

所述窗框为铝合金材质。

本发明的效果是该天窗可根据室内环境需要切换冷却、绝热、遮阳模式，从而实现调节室内温度、光照的效果。

冷却模式下，利用遥控器切换工作模式，控制器接收到遥控器发出的信号，进而控制电动执行器工作，遮阳布沿遮阳卷轴旋转收起，旋转塑料叶片转动一定角度，内腔的上下隔间五氟乙烷 HFC-125气体流通，进行自然对流循环，由于玻璃镀有的光谱选择性透射薄膜对于不同波段的太阳光有不同的透射率，可阻挡可见光加热天窗内腔的HFC-125气体，同时又允许气体发射出的绝大部分红外辐射透过该薄膜玻璃，将热量散发到绝对温度近似零度的大气外层空间,因而内腔中的气体温度低于周围的环境温度，可以用做冷却的目的。同时热辐射驱动自然对流，上隔间气温较低的气体源源不断的流入下隔间对下层玻璃进行冷却降温，下隔间较高温度的气体流入上隔间继续进行辐射冷却，同时，室内物体的热量也可通过辐射换热散发到绝对温度近似零度的大气外层空间，从而达到较低的温度。通过这种循环，天窗可以达到对室内进行冷却的效果。

绝热模式下，利用遥控器切换工作模式，控制器接收到遥控器发出的信号，进而控制电动执行器工作，遮阳卷轴旋转展开，遮阳布沿导轨闭合，旋转塑料叶片转动闭合，上下隔间气体的自然对流与辐射冷却被切断，同时室内物体与大气外空间的辐射换热也被抑制，此外，由于上层玻璃、旋转塑料叶片、固定塑料叶片的双层中空构造特性，天窗的整体传热系数较小，从而达到对室内进行绝热、保温的效果。

遮阳模式下，利用遥控器切换工作模式，控制器接收到遥控器发出的信号，进而控制电动执行器工作，旋转塑料叶片转动闭合，上下隔间气体的自然对流与辐射冷却被切断，同时可通过遥控器自由调节遮阳卷轴的开合程度，从而达到调节室内照度、绝热的效果。

附图说明

图1是本发明冷却-绝热-遮阳一体化天窗结构剖面图；

图2是本发明冷却-绝热-遮阳一体化天窗内部结构示意图；

图3是本发明冷却-绝热-遮阳一体化天窗的窗框结构示意图；

图4是本发明冷却-绝热-遮阳一体化天窗的构件组装示意图；

图5是冷却模式工作状态示意图；

图6是绝热模式工作状态示意图；

图7是遮阳模式工作状态示意图；

图中：

1、窗框 2、排水沟槽 3、控制器

4、光伏电池 5、排水管 6、蓄电池及逆变器

7、旋转塑料叶片 8、固定塑料叶片 9、下层玻璃

10、上层玻璃 11、遮阳卷轴 12、导轨

13、电动执行器 14、天窗外腔 15、天窗内腔

16、天窗排水腔 17、控制器腔 18、蓄电池腔

19、天窗上盖板 20、天窗下盖板

具体实施方式

下面结合附图对本发明冷却-绝热-遮阳一体化天窗的结构进一步说明。

本发明的一种冷却-绝热-遮阳一体化天窗，该天窗窗框采用铝合金材质，上下层玻璃均通过密封胶与天窗上下盖板、窗框相连，上下层玻璃均镀有光谱选择性透射薄膜；窗框分为天窗外腔、天窗内腔、排水腔、控制器腔、蓄电池腔五层腔体空间，外腔与内腔空间内部充满HFC-125气体，天窗边缘环周设置排水沟槽，内腔上部设置有导轨式遮阳卷轴，卷轴两端设置有电动执行器，下部设置有固定塑料叶片和旋转塑料叶片，旋转塑料叶片两端设有电动执行器，控制器腔与蓄电池腔分别设置有控制器、蓄电池以及逆变器，与窗框右侧安装的光伏电池电连接。

如图1、图2所示，本发明的冷却-绝热-遮阳一体化天窗的装置结构主视图、剖面图，该装置包括1、窗框2、排水沟槽3、控制器4、光伏电池5、排水管6、蓄电池及逆变器7、旋转塑料叶片8、固定塑料叶片9、下层玻璃10、上层玻璃11、遮阳卷轴12、导轨13、电动执行器等构件。

所述下层玻璃9导热性能较好，天窗内部的HFC-125气体可通过下层玻璃9与室内进行换热，所述上层玻璃10采用双层中空玻璃构造，绝热性能较好，可隔绝室外热量传入天窗内部空间。

所述下层玻璃9、上层玻璃10外表面均镀有利用溶胶-凝胶法制备的光谱选择性透过薄膜，该薄膜在红外波段的透过率超过 80％，在可见光波段内的透过率低于15％，它具有阻挡太阳光中可见光加热其下的物体，同时又允许物体的热以辐射方式穿透该薄膜散发到大气外层空间的双重作用，从而达到辐射冷却的效果。

所述光伏电池4安装并密封于窗框1上部的凹槽中，与天窗内部的蓄电池及逆变器6电性连接；所述控制器3安装于控制器腔 17中，包括遥控器信号接收单元以及电动执行器控制信号输出单元，并与蓄电池电性连接；所述电动执行器13为一转向电机，与控制器3电性连接。光伏电池4将太阳能转化为电能通过逆变器贮存在蓄电池6中，进而通过控制器3供给电动执行器13运行。

所述遮阳卷轴11、导轨12安装于天窗内腔15壁面上的凹槽中，遮阳布可通过电动执行器13带动沿导轨12方向伸缩，从而控制遮阳布的遮光量，达到调节室内光照的目的。

所述固定塑料叶片8使用丙烯酸塑料材质，同时采用双层中空构造，并通过密封胶安装于天窗内腔15上的凹槽中。同时，旋转塑料叶片7使用丙烯酸塑料材质，双层中空构造，安装于天窗内腔 15上的旋转孔中，旋转塑料叶片7两端安装有电动执行器13，可通过遥控器控制电动执行器13任意调节旋转塑料叶片的旋转角度，从而控制天窗上下隔间的HFC-125气体的流动，从而达到冷却、绝热的效果。

如图3所示，本发明的冷却-绝热-遮阳一体化天窗的窗框结构示意图，所述窗框1包括天窗外腔14、天窗内腔15、天窗排水腔 16、控制器腔17、蓄电池腔18五层腔体构造，天窗顶部边缘环周设置了排水沟槽2，与天窗内部的天窗排水腔16、排水管5相连，天窗顶部的积水可通过排水沟槽2流至天窗内部的天窗排水腔16 经排水管5排出室外。所述天窗外腔14、天窗内腔15内部充满了可吸收和散发热辐射的HFC-125气体，该气体既能用于辐射冷却同时又对环境无害。HFC-125气体可在天窗外腔14和天窗内腔15 之间相互流动，并与其他腔体之间独立密封，腔体之间气密性良好。控制器腔17、蓄电池腔18内部分别安装有控制器3、蓄电池及逆变器6。

如图4所示，本发明的冷却-绝热-遮阳一体化天窗的构件组装示意图，所述下层玻璃9、上层玻璃10均通过密封胶与天窗上盖板19、天窗下盖板20、窗框1相连，从而保证天窗外腔14、天窗内腔15内部的HFC-125气体气密性良好。

如图5所示，本发明的冷却-绝热-遮阳一体化天窗的冷却模式工作状态示意图，该模式下，控制器3接收到遥控器发出的信号，进而控制电动执行器13工作，遮阳布沿遮阳卷轴11旋转收起，旋转塑料叶片7转动一定角度，天窗内腔15的上下隔间HFC-125气体流通，进行自然对流循环，由于下层玻璃9、上层玻璃10镀有的光谱选择性透射薄膜对于不同波段的太阳光有不同的透射率，阻挡可见光加热天窗内腔的HFC-125气体，同时又允许气体发射出的绝大部分红外辐射透过该薄膜玻璃，将热量散发到绝对温度近似零度的大气外层空间,因而天窗内腔14及天窗外腔15中的气体温度低于周围的环境温度，可以用做冷却的目的。同时热辐射驱动自然对流，上隔间气温较低的气体源源不断的流入下隔间对下层玻璃进行冷却降温，下隔间较高温度的气体流入上隔间继续进行辐射冷却。此外，室内物体的热量也可通过辐射换热散发到绝对温度近似零度的大气外层空间，从而达到较低的温度。通过这种循环，天窗可以达到对室内进行冷却的效果。

如图6所示，本发明的冷却-绝热-遮阳一体化天窗的绝热模式工作状态示意图，该模式下，控制器3接收到遥控器发出的信号，进而控制电动执行器13工作，遮阳卷轴11旋转展开，遮阳布沿导轨12闭合，旋转塑料叶片7转动闭合，上下隔间气体的自然对流与辐射冷却被切断，同时室内物体与大气外空间的辐射换热也被抑制，此外，由于上层玻璃10、旋转塑料叶片7、固定塑料叶片8 的双层中空构造特性，天窗的整体传热系数较小，从而达到对室内进行绝热、保温的效果。

如图7所示，本发明的冷却-绝热-遮阳一体化天窗的遮阳模式工作状态示意图，该模式下，控制器3接收到遥控器发出的信号，进而控制电动执行器13工作，旋转塑料叶片7转动闭合，上下隔间气体的自然对流与辐射冷却被切断，天窗的整体传热系数较小，同时可通过遥控器自由调节遮阳布的闭合程度，从而达到调节室内照度、绝热的效果。

Claims (10)

1.一种冷却-绝热-遮阳一体化天窗，包括窗框、玻璃层、排水装置和控制系统，其特征在于：所述窗框是由上、下方框和外壁板材形成的框体，所述框体内对应外壁设有一对隔板且与外壁形成外腔、另一对应外壁一侧壁设有立板且与外壁形成容纳控制装置的腔体，所述一对隔板、立板和一侧外壁板围成内腔；所述框体上下面分别设有天窗上盖板和天窗下盖板，所述天窗上盖板和天窗下盖板的外部分别设有上层玻璃和下层玻璃；所述一对隔板上分别设有遮阳装置的水平支撑。

2.根据权利要求1所述的一种冷却-绝热-遮阳一体化天窗，其特征在于：所述遮阳装置包括遮阳卷轴、导轨，遮阳卷轴安装于导轨上，卷轴中心设置有旋转轴，旋转轴两端安装有电动执行器带动遮阳布沿导轨移动。

3.根据权利要求1所述的一种冷却-绝热-遮阳一体化天窗，其特征在于：所述天窗的内腔设有叶片，所述叶片包括旋转叶片和固定叶片，固定叶片安装并固定于天窗内腔对应的凹槽中，旋转叶片安装于内腔壁面的旋转孔中，旋转叶片两端安装有电动执行器控制叶片进行旋转。

4.根据权利要求1或2所述的一种冷却-绝热-遮阳一体化天窗，其特征在于：所述下层玻璃为导热玻璃材质，所述上层玻璃为隔热玻璃材质。

5.根据权利要求1或2所述的一种冷却-绝热-遮阳一体化天窗，其特征在于：所述玻璃外表面均镀有利用溶胶-凝胶法制备的光谱选择性透射薄膜。

6.根据权利要求1所述的一种冷却-绝热-遮阳一体化天窗，其特征在于：所述上层玻璃和下层玻璃分别通过密封胶与天窗上、下盖板、窗框相连。

7.根据权利要求1所述的一种冷却-绝热-遮阳一体化天窗，其特征在于：所述排水装置包括窗框顶部边缘环周设置的排水沟槽、天窗排水腔和排水管。

8.根据权利要求1所述的一种冷却-绝热-遮阳一体化天窗，其特征在于：所述外腔、内腔充满HFC-125气体，所述HFC-125气体在外腔和内腔之间相互流动且与其他腔体之间独立密封。

9.根据权利要求1所述的一种冷却-绝热-遮阳一体化天窗，其特征在于：所述控制系统设有控制器、蓄电池、逆变器、电动执行器和光伏电池，所述光伏电池安装并密封于天窗上部的凹槽中，与天窗内部的蓄电池、逆变器电性连接；所述控制器包括遥控器信号接收单元以及电动执行器控制信号输出单元，并与蓄电池电性连接；所述电动执行器包括转向电机，转向电机与控制器电性连接。

10.根据权利要求1所述的一种冷却-绝热-遮阳一体化天窗，其特征在于：所述窗框为铝合金材质。

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