專利名稱：內(nèi)置式全自動(dòng)控制遮陽雙層玻璃窗的控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種玻璃窗遮陽的控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
我國(guó)建筑面積2006年已經(jīng)突破400億平方米。建筑能耗在社會(huì)總商品能耗， 已經(jīng)達(dá)到了23. 1%。近幾年來，我國(guó)建筑能耗隨著城市化率的提高、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 和人民生活水平的提高而不斷增長(zhǎng)。比如，1996年到200S，建筑總商品能耗從 2.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，增長(zhǎng)到5.63億標(biāo)準(zhǔn)煤，增加了1.3倍。在增加的能耗中，北方地 區(qū)的采暖能耗和南方地區(qū)的空調(diào)能耗是增長(zhǎng)的最快的兩個(gè)因素。北方城鎮(zhèn)的采 暖年能耗從O. 72億噸標(biāo)準(zhǔn)煤增長(zhǎng)到1.43億噸(2006)標(biāo)準(zhǔn)煤。在南方，隨著空 調(diào)的全面普及，2006年中國(guó)城鎮(zhèn)的空調(diào)總能耗已經(jīng)達(dá)到310億度電，折合為1050 萬標(biāo)準(zhǔn)煤。
建筑能耗的迅速增長(zhǎng)，對(duì)節(jié)能環(huán)保的建筑材料提出了新的要求。在建筑能 耗中，窗戶的熱損失是最大的。窗戶的特性是透光性好，但是保溫性能差。大 玻璃的房間，在晴朗的天氣里，陽光直射得熱量很大。在陰天，通過窗體的散 熱損失要比墻體大得多。如果想降低房間的空調(diào)采暖負(fù)荷的話，這就要求對(duì)窗 體的陽光得熱做主動(dòng)性控制。夏天盡量屏蔽陽光在室外，降低室內(nèi)得熱。冬天， 盡量讓更多的陽光進(jìn)來，提高室內(nèi)得熱。解決這個(gè)問題的一個(gè)辦法就是用主動(dòng)式 遮陽系統(tǒng)。
主動(dòng)式遮陽系統(tǒng)的構(gòu)造形式最早出現(xiàn)在20世紀(jì)的歐洲。其目的是解決大面積 的玻璃幕墻和窗體在夏季過多得熱，而在冬季過多失熱的問題。主要的做法是 在玻璃窗或者幕墻外面在增設(shè)一套遮陽系統(tǒng)。遮陽系統(tǒng)如果是固定死了系統(tǒng)， 則是傳統(tǒng)意義上的被動(dòng)式遮陽系統(tǒng)，比如建筑挑檐，遮陽棚。被動(dòng)式系統(tǒng)，比 較簡(jiǎn)單，但是在冬天需要陽光的時(shí)候，陽光也被遮蔽了。另外被動(dòng)式遮陽系 統(tǒng)，在太陽高度角較低的時(shí)候，無法避免室內(nèi)的眩光。主動(dòng)式遮陽不同于被動(dòng) 式遮陽的原因是遮陽是根據(jù)太陽的角度和冷暖的需求進(jìn)行調(diào)節(jié)了。冬天需要陽 光的時(shí)候，遮陽系統(tǒng)打開。夏天需要遮蔽陽光的時(shí)候，遮陽系統(tǒng)關(guān)閉。這樣既 可以保證冬暖夏涼，有能夠根據(jù)太陽的角度有效地控制眩光，以滿足室內(nèi)照度需 求。
但是主動(dòng)式遮陽系統(tǒng)在我國(guó)還沒有得到廣泛的采用，主要有幾個(gè)原因 一是控制難，主動(dòng)式系統(tǒng)的控制部件，在室外，日曬雨淋。容易發(fā)生故障。 二是，對(duì)于既有建筑，無法安裝主動(dòng)式系統(tǒng)。20世紀(jì)80年代以來，我國(guó)廣 泛地采用了玻璃幕墻結(jié)構(gòu)的建筑。這些建筑冬冷夏熱，完全要靠機(jī)械空調(diào)和采 暖系統(tǒng)維護(hù)室內(nèi)的舒適要求。消耗大量的能源。但是，由于建筑立面美觀的要求，無法安裝遮陽系統(tǒng)。
三是，傳統(tǒng)的外置式主動(dòng)遮陽系統(tǒng)，清洗困難。大量集灰，嚴(yán)重影響建筑 的美觀。常常被業(yè)主放棄。
四是，外置式主動(dòng)遮陽系統(tǒng)沒有解決窗體的傳熱問題。保溫性能較差的窗 戶在冬季會(huì)丟失大量的熱量于室外。
外置式主動(dòng)性遮陽系統(tǒng)，沒有解決冬天利用太陽光得熱的問題。在冬季， 為了避免室內(nèi)陽光直射而引起的眩光不適。遮陽系統(tǒng)常常也必須處于關(guān)閉狀態(tài)。 白白浪費(fèi)了陽光熱量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種內(nèi)置式全自動(dòng)控制遮陽雙層玻璃窗的控制方法及 裝置，以解決傳統(tǒng)的主動(dòng)式遮陽系統(tǒng)存在的易出現(xiàn)故障、不適于安裝在既有建筑 物上和不美觀等技術(shù)問題。
本發(fā)明所述的內(nèi)置式全自動(dòng)控制遮陽雙層玻璃窗的控制方法在雙層玻璃的 窗體內(nèi)懸掛有遮陽的百葉簾，利用設(shè)置在窗體外的光照感應(yīng)器和設(shè)置在窗體內(nèi)的 溫度感應(yīng)器檢測(cè)光照強(qiáng)度和室內(nèi)溫度高低，將信號(hào)傳給微處理器組成的執(zhí)行器控 制器，根據(jù)光照、溫度的輸入數(shù)值，輸出不同的控制參數(shù)給百葉簾的高度控制執(zhí) 行器和百葉角度控制執(zhí)行器，令百葉處在適應(yīng)的遮光朝向、角度和處在適當(dāng)?shù)奶?升開啟高度位置。
本發(fā)明所述的內(nèi)置式全自動(dòng)控制遮陽雙層玻璃窗的結(jié)構(gòu)包括窗體和遮陽全 自動(dòng)控制電路兩部分；所述窗體包括具有雙層玻璃的窗體、安裝在雙層玻璃之間 的內(nèi)置遮陽百葉窗體；所述遮陽全自動(dòng)控制電路包括百葉高度控制執(zhí)行器、百葉 角度控制執(zhí)行器、執(zhí)行器控制器、光照感應(yīng)器、溫度感應(yīng)器和直流電源；所述百 葉高度控制執(zhí)行器和百葉角度控制執(zhí)行器的輸出端分別與百葉窗的百葉角度和 提升控制拉線轉(zhuǎn)軸連接，所述執(zhí)行器控制器為微電腦電路，執(zhí)行器控制器的輸入 端接有光照感應(yīng)器和溫度感應(yīng)器，輸出端接有百葉高度控制執(zhí)行器、百葉角度控 制執(zhí)行器；所述百葉高度控制執(zhí)行器、百葉角度控制執(zhí)行器均由執(zhí)行電機(jī)和電機(jī) 驅(qū)動(dòng)電路組成。
如上所述的內(nèi)置式全自動(dòng)控制遮陽雙層玻璃窗，所述的直流電源由太陽能光 伏板、充電電池及充電電路組成。
如上所述的內(nèi)置式全自動(dòng)控制遮陽雙層玻璃窗，所述遮陽百葉的兩面涂有不 同的反射材料，即對(duì)陽光的低反射率的百葉鍍層和高反射率的百葉鍍層；低反射 率的百葉面采暖時(shí)對(duì)外，高反射率表面制冷時(shí)對(duì)外。
如上所述的內(nèi)置式全自動(dòng)控制遮陽雙層玻璃窗，在雙層玻璃的外層玻璃內(nèi) 側(cè)，設(shè)有低發(fā)射率的，對(duì)紅外輻射起屏蔽作用的Low-E鍍膜層。
本發(fā)明的內(nèi)置型、主動(dòng)式遮陽系統(tǒng)解決了長(zhǎng)期以來遮陽系統(tǒng)難以維修、清洗 困難，以及光照舒適和冷暖控制矛盾的問題。本發(fā)明的效果如下1、可以在手動(dòng)控制無法實(shí)現(xiàn)的地方，比如高大的幕墻和頂棚玻璃窗，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)遮陽控制； 可以用于既有建筑幕墻和天頂?shù)母脑欤?、夏季太陽直射得熱，可以降低90%以上； 4、冬季因防止眩光而采用遮陽帶來的熱損失，降低50%以上；5、整體窗戶保溫 性能，比普通中空窗高30%以上。


圖l是本發(fā)明的窗體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的遮陽全自動(dòng)控制電路的原理框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的窗體結(jié)構(gòu)參見圖l，包括具有雙層玻璃的窗體3、安裝在雙層玻璃 3-1、 3-2之間的內(nèi)置遮陽百葉窗體；所述雙層玻璃的窗體3為中空的結(jié)構(gòu)，在內(nèi)、 外層玻璃3-l、 3-2之間安裝有遮陽百葉窗體。左側(cè)為室外，右側(cè)為室內(nèi)。遮陽百 葉窗體為傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，包括百葉4、百葉角度控制拉線4-2、提升控制拉線4-l等。 在百葉4的兩面涂有不同的反射材料，即低反射率的百葉鍍層和高反射率的百葉 鍍層。當(dāng)室內(nèi)溫度低于18攝氏度是，低反射率面朝外，空調(diào)窗進(jìn)入采暖模式。 在夏季制冷期間，朝向陽光的是鍍有低吸收率，高反射率材料的百葉面。在冬 季采暖期間，朝向陽光的是鍍有高反射率，低吸收率材料的百葉面。當(dāng)室內(nèi)溫度 超過22攝氏度時(shí)，高反射率面朝外，空調(diào)窗進(jìn)入制冷模式；在外側(cè)玻璃3-2的內(nèi) 表面，安裝Low-E鍍膜3-3，保證被太陽加熱的百葉表面，不會(huì)將熱量散失到室外。 因?yàn)殄兡さ膶?duì)紅外波長(zhǎng)的輻射的屏蔽作用，冬季陽光熱量，被最大限度地留在室 內(nèi)。
所述百葉角度控制拉線4-2、提升控制拉線4-l分別繞在百葉的角度和提升控 制轉(zhuǎn)軸上，所述百葉角度和提升控制轉(zhuǎn)軸與百葉角度控制執(zhí)行器l和百葉高度控 制執(zhí)行器5的執(zhí)行電機(jī)的輸出軸連接。位于窗體上檐設(shè)有小塊光伏板(圖中未示 出)將為整個(gè)系統(tǒng)提供電源動(dòng)力。當(dāng)有陽光直射的時(shí)候，多余的電力儲(chǔ)存在充電 電池中。為整個(gè)控制系統(tǒng)提供不間斷直流電供應(yīng)。執(zhí)行器控制器接受光照感應(yīng)器 6和溫度感應(yīng)器2的信號(hào)，經(jīng)處理后，將控制信號(hào)發(fā)送到百葉高度和角度控制執(zhí)行 器。執(zhí)行器控制器接受光照感應(yīng)器6可以是一個(gè)，也可以是室內(nèi)的一組。因條件 而定，必要時(shí)需設(shè)置室外光照感應(yīng)器。
圖2是本發(fā)明的遮陽全自動(dòng)控制電路的原理框圖。光照感應(yīng)器和溫度感應(yīng)器 將信號(hào)傳給執(zhí)行器控制器，執(zhí)行器控制器根據(jù)光照、溫度的輸入數(shù)值，輸出不同 的控制參數(shù)給百葉高度控制執(zhí)行器和百葉角度控制執(zhí)行器，令百葉處在適應(yīng)的遮 光朝向、角度和處在適當(dāng)?shù)奶嵘_啟高度位置。在圖2中，PV光伏板和充電電池 相連，為系統(tǒng)的控制和執(zhí)行器提供動(dòng)力。溫度感應(yīng)器、光照感應(yīng)器和執(zhí)行器控制 器相連，為控制器提供信號(hào)。
本發(fā)明的熱控制和光控制結(jié)合為一體的全控制系統(tǒng)。百葉窗的控制系統(tǒng)將 光、熱控制結(jié)合為一體。室內(nèi)不但要滿足照明強(qiáng)度要求，而且將根據(jù)太陽的角度，自動(dòng)調(diào)節(jié)百葉角度，保證內(nèi)部的眩光強(qiáng)度在舒適照明的要求內(nèi)。在滿足室內(nèi)基本 光照要求的前提下，實(shí)現(xiàn)冷暖模式的最優(yōu)控制。用戶可以選擇光、熱的優(yōu)先權(quán)。
權(quán)利要求
1、一種內(nèi)置式全自動(dòng)控制遮陽雙層玻璃窗的控制方法，其特征在于在雙層玻璃的窗體內(nèi)懸掛有遮陽的百葉簾，利用設(shè)置在窗體外的光照感應(yīng)器和設(shè)置在窗體內(nèi)的溫度感應(yīng)器檢測(cè)光照強(qiáng)度和室內(nèi)溫度高低，將信號(hào)傳給微處理器組成的執(zhí)行器控制器，根據(jù)光照、溫度的輸入數(shù)值，輸出不同的控制參數(shù)給百葉簾的高度控制執(zhí)行器和百葉角度控制執(zhí)行器，令百葉處在適應(yīng)的遮光朝向、角度和處在適當(dāng)?shù)奶嵘_啟高度位置。
2、 一種內(nèi)置式全自動(dòng)控制遮陽雙層玻璃窗，它包括窗體和遮陽全自動(dòng)控 制電路兩部分；其特征在于所述窗體包括具有雙層玻璃的窗體、安裝在雙層玻 璃之間的內(nèi)置遮陽百葉窗體；所述遮陽全自動(dòng)控制電路包括百葉高度控制執(zhí)行 器、百葉角度控制執(zhí)行器、執(zhí)行器控制器、光照感應(yīng)器、溫度感應(yīng)器和直流電源； 所述百葉高度控制執(zhí)行器和百葉角度控制執(zhí)行器的輸出端分別與百葉窗的百葉 角度和提升控制拉線轉(zhuǎn)軸連接，所述執(zhí)行器控制器為微電腦電路，執(zhí)行器控制器 的輸入端接有光照感應(yīng)器和溫度感應(yīng)器，輸出端接有百葉高度控制執(zhí)行器、百葉 角度控制執(zhí)行器所述百葉高度控制執(zhí)行器、百葉角度控制執(zhí)行器均由執(zhí)行電機(jī) 和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路組成。
3、 如權(quán)利要求2所述的一種內(nèi)置式全自動(dòng)控制遮陽雙層玻璃窗，其特征在于所述的直流電源由太陽能光伏板、充電電池及充電電路組成，執(zhí)行器、控制器和 直流電源完全封閉在窗體內(nèi)。
4、 如權(quán)利要求2所述的一種內(nèi)置式全自動(dòng)控制遮陽雙層玻璃窗，其特征在于所述遮陽百葉的兩面涂有不同的反射材料，即對(duì)陽光的低反射率的百葉鍍層和高 反射率的百葉鍍層，低反射率的百葉面采暖時(shí)對(duì)外，高反射率表面制冷時(shí)對(duì)外。
5、 如權(quán)利要求2所述的一種內(nèi)置式全自動(dòng)控制遮陽雙層玻璃窗，其特征在于 在雙層玻璃的外層玻璃內(nèi)側(cè)，設(shè)有低發(fā)射率的對(duì)紅外輻射起屏蔽作用的Low-E鍍膜層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)置式全自動(dòng)控制遮陽雙層玻璃窗的控制方法及裝置，它包括窗體和遮陽全自動(dòng)控制電路兩部分；所述窗體包括具有雙層玻璃的窗體、安裝在雙層玻璃之間的內(nèi)置遮陽百葉窗體；所述遮陽全自動(dòng)控制電路包括百葉高度控制執(zhí)行器、百葉角度控制執(zhí)行器、執(zhí)行器控制器、光照感應(yīng)器、溫度感應(yīng)器和直流電源；所述百葉高度控制執(zhí)行器和百葉角度控制執(zhí)行器的輸出端分別與百葉窗的百葉角度和提升控制拉線轉(zhuǎn)軸連接，所述執(zhí)行器控制器為微電腦電路，執(zhí)行器控制器的輸入端接有光照感應(yīng)器和溫度感應(yīng)器。本發(fā)明可以解決傳統(tǒng)的主動(dòng)式遮陽系統(tǒng)存在的易出現(xiàn)故障、不適于安裝在既有建筑物上、難以清潔和不美觀等技術(shù)問題。
文檔編號(hào)E06B9/264GK101638971SQ20091015735
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者鵬 許 申請(qǐng)人:鵬 許