CN220955262U - 一种利用自然冷源的节能窗户结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于自然冷源冷却技术领域，具体公开了一种利用自然冷源的节能窗户结构，包括窗框和设置在所述窗框上的窗户组，所述窗户组包括转动窗户和平开窗户；所述转动窗户转动的连接在所述窗框的一侧；在所述窗框的另一侧设置有窗框滑槽，在所述转动窗户上设置有转动窗户滑槽；所述平开窗户设置在所述窗框滑槽上并可沿所述窗框滑槽滑动到所述转动窗户滑槽上；在所述窗框上设置有温度传感器、湿度传感器及风速传感器。与现有技术相比，本实用新型采取转动和平动结合的方式，增大开窗面积，可以增大室内新风量，便于自然冷源的利用，改善室内空气质量。同时，由于舍弃传统平动结构，解决了日常生活中窗户擦拭不便的问题。
Description
技术领域
本实用新型设计节能窗户技术领域，具体为一种利用自然冷源的节能窗户系统。
背景技术
基于节能减排的绿色建筑设计理念，在近年来由于建筑能耗逐年增加并不断提高节能标准，已经在工程实践中得到广泛推广和应用。建筑在节能设计时，对采光、通风、节能均有规范要求。然而，大多数建筑的窗户开启需要人为启动，同时夏季白天由于太阳辐射和室内热源等原因，围护结构中的热量积聚较高，夏季室内温度过高时，热空气往往向上流动。借助夜间的自然风作为冷源，将低温的室外空气引入室内，进行夜间通风预冷，带走围护结构中的余热。这种被动式节能方法能够有效改善室内的热湿环境，同时减少夏季空调的能耗，具备很高的潜力。此外，在冬季，利用夜间通风改善室内环境品质也是可行的。因此，利用夜间通风和自然冷源是一种具有潜力的节能手段，可以在节能建筑设计中得到广泛应用。这一方法可以有效降低建筑的能耗，提高空调系统的效率，同时改善室内环境的质量。随着对节能要求的不断提高，这种被动式节能技术将在未来得到更广泛的应用和发展。
同时在考虑到某些人为活动较少的空间内，热量的聚积较高，当室外风量较大，此时可通过开合窗户利用自然冷源来达到降温通风的目的，利用自然风的力量，引入外部空气，并通过室内外空气的交换和流动来实现空气的自然冷却。
现有的窗户分为平开和转动两种，各有利弊，如何进一步提高开窗面积，方便窗户擦拭问题依然没有解决。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种增大开窗面积，增大室内新风量，便于自然冷源的利用，解决了日常生活中窗户擦拭不便问题的利用自然冷源的节能窗户结构。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种利用自然冷源的节能窗户结构，包括窗框和设置在所述窗框上的窗户组，所述窗户组包括转动窗户和平开窗户；所述转动窗户转动的连接在所述窗框的一侧；在所述窗框的另一侧设置有窗框滑槽，在所述转动窗户上设置有转动窗户滑槽；所述平开窗户设置在所述窗框滑槽上并可沿所述窗框滑槽滑动到所述转动窗户滑槽上；在所述窗框上设置有温度传感器、湿度传感器及风速传感器。
所述转动窗户包括转动窗框及安全扣；所述转动窗户滑槽设置在所述转动窗框上；所述安全扣固定在所述转动窗框上。
在所述转动窗户上设有用于推动所述平开窗户在转动窗户滑槽内滑动的第一机械传动装置；所述第一机械传动装置包含第一电机、第一齿轮、齿条和导轨，所述齿轮转动连接于转动窗户滑槽侧面，所述导轨底部可滑动的设置在所述转动窗户滑槽底部并沿所述转动窗户滑槽滑动，所述齿条固定在所述导轨上并与所述齿轮啮合；所述平开窗户下端固定在所述导轨上。
所述第一机械传动装置还包含滑轮组件，所述滑轮组件设置在所所述导轨顶部；所述平开窗户下端固定在所述滑轮组件上。
在所述窗框上设有用于推动所述平开窗户在所述窗框滑槽内滑动的第二机械传动装置；所述第二机械传动装置包括第二电机、第二齿轮、与第一传动装置共用的齿条及导轨；所述第二齿轮转动连接于滑槽侧面，所述齿条与所述第二齿轮啮合，所述第二齿轮连接于电机，转动时带动所述齿条与所述导轨滑动，从而带动所述平开窗户滑动。
所述转动窗户通过转轴连接在所述窗框上，所述转轴上下均有机械转动装置；所述机械转动装置包含电机、减速器、齿轮组及角度传感器，电机输出的旋转力经过减速增力，带动窗户实现平稳旋转，角度传感器实时检测旋转角度值。
节能窗户结构还包括一控制器，用于控制所述第一机械传动装置、第二机械传动装置以及机械转动装置。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型采取转动和平动结合的方式，增大开窗面积，可以增大室内新风量，便于自然冷源的利用，同时，由于舍弃传统平动结构，解决了日常生活中窗户擦拭不便的问题。
本实用新型能在某些无人或者人员活动不频繁的空间，本实用新型可以通过风速传感器，湿度传感器，温度传感器检测室外气象参数情况，同时将数据传输给控制器，再由处理器下发开关指令从而实现对窗户的控制，无需人为操作，使用起来更为方便。夏季白天在有人员活动的场所中，需要满足人体舒适性指标。在人体散热量中，辐射传热占45-50％，对流传热占25-30％，蒸发散热占25-30％时，被认为是满足人体舒适性指标，根据范格尔自然通风PMV修正模型，引入期望因子e来修正计算：
PMVe＝e×PMV
同时在夜晚进行夜间通风，可以改善室内环境品质，减少空调能耗，达到节能的效果。有效温度(SET)是一个衡量人在不同温度，湿度，风速综合作用下产生的温热感的一个综合性指标。通过控制器和处理器，根据GP分布模型，先计算有效温度代表值，再运用拟合公式θe＝f(T,w,v)，计算多组参数的最高有效温度θe,max和最低有效温度θe,min，与有限元计算结果进行对比，根据公式预测值，平均绝对误差AAE和均方根误差RMSE确定系数，对比回归分析拟合得到的计算公式从而得到室内有效温度。利用热舒适预测模型及平台，结合PMV和SET模型，提供交互式热舒适区计算结果。处理参数完后，选择控制是否打开平开窗户，以满足人体舒适需求，同时在需要加大开合窗户面积时，优先判断平开窗户是否已经全部滑动至转动窗户滑槽上，并由安全扣固定平开窗户，在进行转动装置的启动，进行转动窗户的开合。同时处理器上设有开关，可在人为主观操控下，对系统进行关闭，以免不满足特定的人员活动要求，此时可由人员手动开合窗户。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图
图2为本实用新型局部结构示意图
图3为本实用新型传动装置示意图
图4为本实用新型控制流程图
图中：1窗框、2转动窗户：20转动窗框、21安全扣、22转动窗户滑槽、3平开窗户、4转轴、5滑槽、6温度传感器、7湿度传感器、8风速传感器、9控制器、10处理器、111齿轮、112齿条、113滑轮组件、114导轨。
具体实施方式
下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种利用自然冷源的节能窗户结构，包括窗框1、转动窗户2、平开窗户3，转动窗户2侧面由转轴4转动连接于窗框1，平开窗户3底部与顶部滑动连接于滑槽5，滑槽5固接于窗框1内框顶部与底部。
窗框1底部一处固接温度传感器6，温度传感器6顶部固接湿度传感器7，窗框1底部另一侧固接风速传感器8；温度传感器6、湿度传感器7、风速传感器8之间通过电线连接。
滑槽5螺栓连接于固定板上，固定板正面固接于窗框1内框边缘。
窗框1侧面边缘处固接处理器10，通过窗框内部电线连接传动装置、转动装置和控制器9。
窗框1边框边缘处固接控制器9，内设有电线通过窗框内部，连接于处理器10、液压滑撑杆90、风速传感器8、湿度传感器7、温度传感器6。
在转动窗户2上设有用于推动平开窗户3在转动窗户滑槽内滑动的第一机械传动装置；第一机械传动装置包含第一电机、第一齿轮111、齿条112和导轨114，齿轮111转动连接于转动窗户滑槽22侧面，导轨114底部可滑动的设置在转动窗户滑槽22底部并沿转动窗户滑槽22滑动，齿条112固定在导轨114上并与齿轮啮合；平开窗户3下端固定在导轨上。
在一个实施例中，第一机械传动装置还包含滑轮组件113，滑轮组件113固定在导轨114顶部；平开窗户3下端固定在滑轮组件113上。
在窗框1上设有用于推动所述平开窗户3在窗框滑槽5内滑动的第二机械传动装置；第二机械传动装置包括第二电机、第二齿轮、与第一传动装置共用的齿条及导轨；第二齿轮转动连接于滑槽5侧面，齿条112与第二齿轮啮合，第二齿轮连接于第二电机，转动时带动所述齿条112与导轨114滑动，从而带动平开窗户3滑动。
工作原理：本实用新型在控制器10和处理器9的作用下可以实现转动窗户2的开合以及平开窗户3的滑动，在接收到电信号时，传动装置进行平开窗户3的滑动，平开窗户整体由滑槽滑动至转动窗户滑槽，当全部滑至转动窗户滑槽时，安全扣锁住平开窗户，防止平开窗户的脱落，再由转动装置控制转动窗户转动，从而开合窗户，以满足不同需求的通风及温度湿度要求，此外本实用新型可以通过风速传感器8，湿度传感器7，温度传感器6检测室外气象参数情况，同时将数据传输给控制器9，再由处理器10下发开关指令从而实现对窗户的控制，无需人为操作，使用起来更为方便。同时处理器10上设有开关，可在人为主观操控下，对系统进行关闭，以免不满足人员的活动要求。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种利用自然冷源的节能窗户结构，包括窗框（1）和设置在所述窗框（1）上的窗户组，其特征在于，所述窗户组包括转动窗户（2）和平开窗户（3）；所述转动窗户（2）转动的连接在所述窗框（1）的一侧；在所述窗框（1）的另一侧设置有窗框滑槽（5），在所述转动窗户（2）上设置有转动窗户滑槽（22）；所述平开窗户（3）设置在所述窗框滑槽（5）上并可沿所述窗框滑槽滑动到所述转动窗户滑槽（22）上；在所述窗框（1）上设置有温度传感器（6）、湿度传感器（7）及风速传感器（8）。
2.根据权利要求1所述的利用自然冷源的节能窗户结构，其特征在于，所述转动窗户（2）包括转动窗框（20）及安全扣（21）；所述转动窗户滑槽（22）设置在所述转动窗框（20）上；所述安全扣（21）固定在所述转动窗框（20）上。
3.根据权利要求1所述的利用自然冷源的节能窗户结构，其特征在于，在所述转动窗户上设有用于推动所述平开窗户（3）在转动窗户滑槽（22）内滑动的第一机械传动装置；所述第一机械传动装置包含第一电机、第一齿轮（111）、齿条（112）和导轨（114），所述齿轮（111）转动连接于转动窗户滑槽（22）侧面，所述导轨（114）底部可滑动的设置在所述转动窗户滑槽（22）底部并沿所述转动窗户滑槽（22）滑动，所述齿条（112）固定在所述导轨（114）上并与所述齿轮啮合；所述平开窗户（3）下端固定在所述导轨上。
4.根据权利要求3所述的利用自然冷源的节能窗户结构，其特征在于，所述第一机械传动装置还包含滑轮组件（113），所述滑轮组件（113）设置在所述导轨（114）顶部；所述平开窗户（3）下端固定在所述滑轮组件（113）上。
5.根据权利要求3所述的利用自然冷源的节能窗户结构，其特征在于，在所述窗框（1）上设有用于推动所述平开窗户（3）在所述窗框滑槽（5）内滑动的第二机械传动装置；所述第二机械传动装置包括第二电机、第二齿轮、与第一传动装置共用的齿条及导轨；所述第二齿轮转动连接于滑槽（5）侧面，所述齿条（112）与所述第二齿轮啮合，所述第二齿轮连接于第二电机，转动时带动所述齿条（112）与所述导轨（114）滑动，从而带动所述平开窗户（3）滑动。
6.根据权利要求5所述的利用自然冷源的节能窗户结构，其特征在于，所述转动窗户（2）通过转轴（4）连接在所述窗框（1）上，所述转轴（4）上下均有机械转动装置；所述机械转动装置包含电机、减速器、齿轮组及角度传感器，电机输出的旋转力经过减速增力，带动窗户实现平稳旋转，角度传感器实时检测旋转角度值。
7.根据权利要求6所述的利用自然冷源的节能窗户结构，其特征在于，节能窗户结构还包括一控制器，用于控制所述第一机械传动装置、第二机械传动装置以及机械转动装置。
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