WO2011011961A1 - 内置式全自动控制遮阳双层玻璃窗 - Google Patents

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    • E06B9/26—Lamellar or like blinds, e.g. venetian blinds
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    • E06B2009/2643—Screens between double windows
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02B80/00—Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings

Definitions

  • the invention belongs to a control technology of glass window shading.
  • the construction of the active shading system first appeared in Europe in the 20th century. The aim is to solve the problem of large areas of glass curtain walls and forms that get too hot during the summer and too much heat in the winter.
  • the main practice is to add a shading system outside the glazing or curtain wall. If the shading system is a fixed dead system, it is a passive shading system in the traditional sense, such as building provocation and awning. Passive systems are simple, but when the sun is needed in winter, the sun is blocked. In addition, passive shading systems cannot avoid indoor glare when the sun's altitude is low. The reason why the active sunshade is different from the passive sunshade is that the sunshade is adjusted according to the angle of the sun and the need of warm and cold.
  • the shading system When the sun is needed in winter, the shading system opens. When the sun needs to cover the sun, the shading system is closed. This will ensure that the winter is warm and cool in summer, and it is possible to effectively control the glare according to the angle of the sun to meet the indoor illumination demand.
  • the external active shading system does not solve the heat transfer problem of the window. Windows with poor insulation performance lose a lot of heat outside in the winter.
  • the external active sunshade system does not solve the problem of using the sun to get hot in winter. In winter, glare discomfort caused by avoiding direct sunlight in the room. Shading systems often must also be in a closed state. It wastes the heat of the sun.
  • the object of the present invention is to provide a built-in automatic control sunshade double glazing control method and device, to solve the problem that the conventional active sunshade system is prone to failure, is not suitable for installation on existing buildings, and is not beautiful. And other technical issues.
  • the control method of the built-in full-automatic control sunshade double glazing according to the invention: a venetian blind hanged in a double-glazed window, using a light sensor disposed outside the window and disposed in the window
  • the temperature sensor detects the light intensity and the indoor temperature, transmits the signal to the actuator controller composed of the microprocessor, and outputs different control parameters to the height control actuator and the louver angle of the venetian blind according to the input values of the illumination and the temperature.
  • the actuator is controlled so that the louvers are in an adapted shading orientation, angle and position at the appropriate lifting opening height.
  • the structure of the built-in full-automatic control sunshade double glazing comprises: a part and a sunshade automatic control circuit; the window comprises a double-glazed window and is installed between the double glazing
  • the sunshade automatic control circuit comprises a louver height control actuator, a louver angle control actuator, an actuator controller, a light sensor, a temperature sensor and a DC power source;
  • the louver height control actuator and The output end of the louver angle control actuator is respectively connected with the louver angle of the louver and the lifting control cable rotating shaft
  • the actuator controller is a microcomputer circuit, and the input end of the actuator controller is connected with a light sensor and a temperature sensor, and the output end connected with height control actuator blinds, louver angle control actuator; _ said louver height control actuators, control actuator by louver angle actuating motor and motor drive circuit.
  • the DC power source is composed of a solar photovoltaic panel, a rechargeable battery and a charging circuit.
  • the two sides of the sunshade louver are coated with different reflective materials, namely a low reflectivity louver coating for sunlight and a high reflectivity louver coating.
  • the low reflectivity of the louvered surface heating is external, and the high reflectivity surface is cooled externally.
  • the built-in type and active sunshade system of the present invention solves the problem that the shading system has been difficult to repair and clean for a long time, and the contradiction between light comfort and cold head control.
  • the effects of the invention are as follows: 1. It can be realized in a place where manual control cannot be realized, such as a tall curtain wall and a ceiling glass window, and can be used for automatic sunshade control; it can be used for the transformation of existing building curtain walls and zenith; 3. Summer sun Directly heated, can be reduced by more than 90%; 4, the heat loss caused by the use of sunshade in winter to prevent glare, reduced by more than 50%; 5, the overall window insulation performance, more than 30% higher than the ordinary hollow window.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the structure of a window of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a sunshade automatic control circuit of the present invention.
  • the window structure of the present invention is shown in Fig. 1, and includes a window 3 having double glazing, a built-in sunshade louver form installed between the double glazings 3-1, 2-3; the double glazing form 3 is
  • the hollow structure is provided with a sunshade louver form between the inner and outer glass 3-1, 3-2.
  • the left side is outdoor and the right side is indoor.
  • the louver form is a traditional structure, including louver 4, louver angle control cable 4- 2, lifting control cable 4 1 and so on.
  • the two sides of the louver 4 are coated with different reflective materials, namely a low reflectivity louver coating and a high reflectivity louver coating. When the room temperature is below 18 degrees Celsius, the low reflectivity is facing outward and the air conditioning window enters the heating mode.
  • the sunlight is coated with louvered surfaces with low absorption and high reflectivity materials.
  • the sun's surface is louvered with high reflectivity and low absorbency materials.
  • the high reflectivity faces outward, and the air-conditioning window enters the cooling mode.
  • the Low-E coating 3- 3 is installed to ensure the surface of the louver heated by the sun. Dissipate heat to the outside. Because of the shielding effect of the coating on the infrared wavelength radiation, the winter sun heat is left indoors to the maximum extent.
  • the louver angle control cable 4-2 and the lift control cable 4-1 are respectively wound around the angle of the louver and the lifting control shaft, the louver angle and the lifting control shaft and the louver angle control actuator 1 and the louver height control actuator 5
  • the output shaft of the actuator is connected.
  • a small piece of photovoltaic panel (not shown) on the form will provide power to the entire system. When there is direct sunlight, excess power is stored in the rechargeable battery. Provides uninterrupted DC power to the entire control system.
  • the actuator controller receives the signals from the illumination sensor 6 and the temperature sensor 2, and after processing, sends control signals to the louver height and angle control actuators.
  • the actuator controller accepts the illumination sensor 6 which may be one or a group within the room. Depending on the conditions, an outdoor light sensor is required if necessary.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a sunshade automatic control circuit of the present invention.
  • the light sensor and the temperature sensor transmit signals to the actuator controller.
  • the actuator controller outputs different control parameters to the louver height control actuator and the louver angle control actuator according to the input values of the illumination and temperature, so that the louver is in the Adapt
  • the book's shading orientation, angle, and position are at appropriate elevated opening heights.
  • a PV panel is connected to a rechargeable battery to power the system's controls and actuators.
  • a temperature sensor, a light sensor, and an actuator controller are connected to provide a signal to the controller.

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Description

说 明 书 内置式全自动控制遮阳双层玻璃窗 技术领域
本发明属于一种玻璃窗遮阳的控制技术。
背景技术
我国建筑面积 2006年已经突破 400亿平方米。 建筑能耗在社会总商品能耗， 已经达到了 23. 1%。 近几年来， 我国建筑能耗随着城市化率的提高、 经济的发 展和人民生活水平的提高而不断增长。 比如， 1996年到 2006， 建筑总商品能耗 从 2. 3亿吨标准煤， 增长到 5. 63亿标准煤， 增加了 1. 3倍。 在增加的能耗中， 北 方地区的采暖能耗和南方地区的空调能耗是增长的最快的两个因素。 北方城镇 的釆暖年能耗从 0. 72亿吨标准煤增长到 1. 43亿吨 （2006 )标准煤。 在南方， 随 着空调的全面普及， 2006年中国城镇的空调总能耗已经达到 310亿度电， 折合为 1050万标准煤。
建筑能耗的迅速增长， 对节能环保的建筑材料提出了新的要求。 在建筑能 耗中， 窗户的热损失是最大的。 窗户的特性是透光性好，但是保温性能差。 大 玻璃的房间， 在晴朗的天气里， 阳光直射得热量很大。 在阴天， 通过窗体的散 热损失要比墙体大得多。 如果想降低房间的空调釆暖负荷的话， 这就要求对窗 体的阳光得热做主动性控制。 夏天尽量屏蔽阳光在室外， 降低室内得热。冬天， 尽量让更多的阳光进来， 提高室内得热。 解决这个问题的一个办法就是用主动 式遮阳系统。
主动式遮阳系统的构造形式最早出现在 20世纪的欧洲。 其目的是解决大面 积的玻璃幕墙和窗体在夏季过多得热， 而在冬季过多失热的问题。 主要的做法 是在玻璃窗或者幕墙外面在增设一套遮阳系统。 遮阳系统如果是固定死了系 统， 则是传统意义上的被动式遮阳系统， 比如建筑挑檐，遮阳棚。 被动式系统， 比较简单， 但是在冬天需要阳光的时候， 阳光也被遮蔽了。 另外被动式遮阳 系统， 在太阳高度角较低的时候， 无法避免室内的眩光。 主动式遮阳不同于被 动式遮阳的原因是遮阳是根据太阳的角度和冷暖的需求进行调节了。 冬天需要 阳光的时候， 遮阳系统打开。 夏天需要遮蔽阳光的时候， 遮阳系统关闭。 这样 既可以保证冬暖夏凉， 有能够根据太阳的角度有效地控制眩光， 以满足室内照 度需求。
但是主动式遮阳系统在我国还没有得到广泛的采用， 主要有几个原因： 一是控制难， 主动式系统的控制部件， 在室外， 日晒雨淋。容易发生故障。 二是， 对于既有建筑， 无法安装主动式系统。 20世纪 80年代以来， 我国广 泛地采用了玻璃幕墙结构的建筑。 这些建筑冬冷夏热， 完全要靠机械空调和采 说 明 书 暖系统维护室内的舒适要求。 消耗大量的能源。 但是， 由于建筑立面美观的 要求， 无法安装遮阳系统。 - 三是， 传统的外置式主动遮阳系统， 清洗困难。 大量集灰， 严重影响建筑 的美观。 常常被业主放弃。
四是， 外置式主动遮阳系统没有解决窗体的传热问题。 保温性能较差的窗 户在冬季会丢失大量的热量于室外。
外置式主动性遮阳系统， 没有解决冬天利用太阳光得热的问题。 在冬季， 为了避免室内阳光直射而引起的眩光不适。 遮阳系统常常也必须处于关闭状 态。 白白浪费了阳光热量。
发明内容
本发明的目的是提供一种内置式全自动控制遮阳双层玻璃窗的控制方法及 装置， 以解决传统的主动式遮阳系统存在的易出现故障、 不适于安装在既有建 筑物上和不美观等技术问题。
本发明所述的内置式全自动控制遮阳双层玻璃窗的控制方法： 在双层玻璃 的窗体内悬挂有遮阳的百叶帘， 利用设置在窗体外的光照感应器和设置在窗体 内的温度感应器检测光照强度和室内温度高低， 将信号传给微处理器组成的执 行器控制器， 根据光照、 温度的输入数值， 输出不同的控制参数给百叶帘的高 度控制执行器和百叶角度控制执行器， 令百叶处在适应的遮光朝向、 角度和处 在适当的提升开启高度位置。
本发明所述的内置式全自动控制遮阳双层玻璃窗的结构包括： 窗体和遮阳 全自动控制电路两部分； 所述窗体包括具有双层玻璃的窗体、 安装在双层玻璃 之间的内置遮阳百叶窗体； 所述遮阳全自动控制电路包括百叶高度控制执行器、 百叶角度控制执行器、 执行器控制器、 光照感应器、 温度感应器和直流电源； 所述百叶高度控制执行器和百叶角度控制执行器的输出端分别与百叶窗的百叶 角度和提升控制拉线转轴连接， 所述执行器控制器为微电脑电路， 执行器控制 器的输入端接有光照感应器和温度感应器， 输出端接有百叶高度控制执行器、 百叶角度控制执行器； _所述百叶高度控制执行器、 百叶角度控制执行器均由执 行电机和电机驱动电路组成。
如上所述的内置式全自动控制遮阳双层玻璃窗， 所述的直流电源由太阳能 光伏板、 充电电池及充电电路组成。
如上所述的内置式全自动控制遮阳双层玻璃窗， 所述遮阳百叶的两面涂有 不同的反射材料， 即对阳光的低反射率的百叶镀层和高反射率的百叶镀层。 低 反射率的百叶面采暖是对外， 高反射率表面制冷时对外。
如上所述的内置式全自动控制遮阳双层玻璃窗， 在双层玻璃的外层玻璃内 说 明 书 侧， 设有低发射率的， 对红外辐射起屏蔽作用的 Low- E镀膜层。
本发明的内置型、 主动式遮阳系统解决了长期以来遮阳系统难以维修、 清 洗困难， 以及光照舒适和冷暧控制矛盾的问题。 本发明的效果如下： 1、 可以在 手动控制无法实现的地方， 比如高大的幕墙、 和顶棚玻璃窗， 实现全自动遮阳 控制； 可以用于既有建筑幕墙和天顶的改造； 3、 夏季太阳直射得热， 可以降低 90%以上； 4、 冬季因防止眩光而采用遮阳带来的热损失， 降低 50%以上； 5、 整 体窗户保温性能， 比普通中空窗高 30%以上。
附图说明
图 1是本发明的窗体结构示意图。
图 2是本发明的遮阳全自动控制电路的原理框图。
具体实施方式
本发明的窗体结构参见图 1， 包括具有双层玻璃的窗体 3、 安装在双层玻璃 3 - 1、 3- 2之间的内置遮阳百叶窗体；所述双层玻璃的窗体 3为中空的结构，在内、 外层玻璃 3-1、 3-2之间安装有遮阳百叶窗体。 左侧为室外， 右侧为室内。 遮阳 百叶窗体为传统的结构，包括百叶 4、 百叶角度控制拉线 4- 2、 提升控制拉线 4 1 等。 在百叶 4的两面涂有不同的反射材料， 即低反射率的百叶镀层和高反射率的 百叶镀层。 当室内温度低于 18摄氏度是， 低反射率面朝外， 空调窗进入采暖模 式。在夏季制冷期间，朝向阳光的是镀有低吸收率，高反射率材料的百叶面。 在 冬季采暖期间， 朝向阳光的是镀有高反射率， 低吸收率材料的百叶面。 当室内 温度超过 22摄氏度时， 高反射率面朝外， 空调窗进入制冷模式； 在外侧玻璃 3-2 的内表面， 安装 Low- E镀膜 3- 3， 保证被太阳加热的百叶表面， 不会将热量散失 到室外。 因为镀膜的对红外波长的辐射的屏蔽作用， 冬季阳光热量， 被最大限 度地留在室内。
所述百叶角度控制拉线 4-2、 提升控制拉线 4-1分别绕在百叶的角度和提升 控制转轴上， 所述百叶角度和提升控制转轴与百叶角度控制执行器 1和百叶高度 控制执行器 5的执行电机的输出轴连接。 位于窗体上檐设有小块光伏板（图中未 示出）将为整个系统提供电源动力。 当有阳光直射的时候， 多余的电力储存在 充电电池中。 为整个控制系统提供不间断直流电供应。 执行器控制器接受光照 感应器 6和温度感应器 2的信号， 经处理后， 将控制信号发送到百叶高度和角度 控制执行器。执行器控制器接受光照感应器 6可以是一个，也可以是室内的一组。 因条件而定， 必要时需设置室外光照感应器。
图 2是本发明的遮阳全自动控制电路的原理框图。 光照感应器和温度感应器 将信号传给执行器控制器， 执行器控制器根据光照、 温度的输入数值， 输出不 同的控制参数给百叶高度控制执行器和百叶角度控制执行器， 令百叶处在适应 说 明 书 的遮光朝向、 角度和处在适当的提升开启高度位置。 在图 2中， PV光伏板和充电 电池相连， 为系统的控制和执行器提供动力。 温度感应器、 光照感应器和执行 器控制器相连， 为控制器提供信号。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种内置式全自动控制遮阳双层玻璃窗， 它包括： 窗体和遮阳全自动控 制电路两部分； 其特征在于： 所述窗体包括具有双层玻璃的窗体、 安装在双层 玻璃之间的内置遮阳百叶窗体； 所述遮阳全自动控制电路包括百叶高度控制执 行器、 百叶角度控制执行器、 执行器控制器、 光照感应器、 温度感应器和直流 电源； 所述百叶高度控制执行器和百叶角度控制执行器的输出端分别与百叶窗 的百叶角度和提升控制拉线转轴连接， 所述执行器控制器为微电脑电路， 执行 器控制器的输入端接有光照感应器和温度感应器， 输出端接有百叶高度控制执 行器、 百叶角度控制执行器； 所述百叶高度控制执行器、 百叶角度控制执行器 均由执行电机和电机驱动电路组成。
2、 如权利要求 1所述的一种内置式全自动控制遮阳双层玻璃窗， 其特征在 于： 所述的直流电源由太阳能光伏板、 充电电池及充电电路组成， 控制系统和 直流动力系统完全封闭在窗体内， 系统独立， 无需外接电源。
3、 如权利要求 1所述的一种内置式全自动控制遮阳双层玻璃窗， 其特征在 于： 所述遮阳百叶的两面涂有不同的反射材料， 即对阳光的低反射率的百叶镀 层和高反射率的百叶镀层， 低反射率的百叶面采暖是对外， 高反射率表面制冷 时对外。
4、 如权利要求 1所述的一种内置式全自动控制遮阳双层玻璃窗， 其特征在 于： 在双层玻璃的外层玻璃内侧， 设有低发射率的， 对红外辐射起屏蔽作用的 Low-E镀膜层。
5、 如权利要求 1所述的一种内置式全自动控制遮阳双层玻璃窗， 其特征在 于： 热控制和光控制结合为一体的全控制系统， 百叶窗的控制系统将光、 热控 制结合为一体， 室内不但要满足照明强度要求， 而且将根据太阳的角度， 自动 调节百叶角度， 保证内部的眩光强度在舒适照明的要求内， 在满足室内基本光 照要求的前提下， 实现冷暖模式的最优控制， 用户可以选择光、 热的优先权。
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