一种基于太阳能集热的液晶窗户智能调控系统及方法与流程

专利2025-06-05  29


本发明属于建筑节能,具体涉及一种基于太阳能集热的液晶窗户智能调控系统及方法。


背景技术:

1、随着科技的发展,智能家居产品已经逐渐渗透到日常生活的各个方面,智能窗户作为智能家居的重要组成部分,其市场需求越来越大,然而,现有市场上的窗户大多功能单元,现有市场上的窗户一方面功能单一,仅具备单一的自动化开合功能,或是简单的遮阳、保温功能,未能充分利用现代科技手段实现多维度、智能化的环境调控。另一方面环境适应性差,例如面对复杂多变的天气条件,如夏季强烈的紫外线、高温,以及冬季的严寒、雨雪等,现有智能窗户往往显得力不从心。它们缺乏足够的智能感应与自适应调节能力,无法根据环境变化迅速做出响应,从而无法为用户提供最佳的室内环境体验。此外,传统窗户的开关操作依赖人工,不仅增加了用户的操作负担,效率低下,且还可能导致因疏忽而忘记关闭窗户,进而造成能源浪费或安全隐患。近年来,虽然一些智能窗户产品开始涌现,但大多侧重于高档奢华和消费性,忽略了节能这一重要指标。市场上缺乏一种既能实现智能化控制,又能有效节能减排的智能窗户系统。

2、此为现有技术的不足,因此,针对现有技术中的上述缺陷,提供一种基于太阳能集热的液晶窗户智能调控系统及方法,是非常有必要的。


技术实现思路

1、针对市场上缺乏一种既能实现智能化控制,又能有效节能减排的智能窗户系统的缺陷,本发明提供一种基于太阳能集热的液晶窗户智能调控系统及方法,以解决上述技术问题。

2、第一方面,本发明提供一种基于太阳能集热的液晶窗户智能调控系统,包括蒸发式太阳能收集模块、空气调节模块、智能液晶窗户模块、主控模块、电源模块和环境传感模块;

3、主控模块与蒸发式太阳能收集模块、空气调节模块、智能液晶窗户模块、电源模块、环境数据采集模块均连接;

4、蒸发式太阳能收集模块,收集太阳能并转化为电能为空气调节模块、智能液晶窗户模块、主控模块供电,并提供热空气进入空气调节模块;

5、智能液晶窗户模块,根据环境传感模块采集的数据控制窗户开闭以及控制窗户的透明度;

6、空气调节模块,根据环境传感模块采集的温度和湿度数据结合蒸发式太阳能收集模块的热空气进行室内温度和湿度调节;

7、电源模块为蒸发式太阳能收集模块的辅助,在太阳能不足时,为空气调节模块、智能液晶窗户模块、主控模块提供备用电能;

8、主控模块根据环境传感模块采集的环境数据并结合用户指令,控制智能液晶窗户模块和空气调节模块的工作。

9、进一步地,蒸发式太阳能收集模块包括真空玻璃盖板、太阳能集热板和保温隔层;

10、真空玻璃盖板和保温隔层围成太阳能通道,太阳能通道设置在建筑物墙体外侧,且保温隔层与建筑物墙体贴合设置;

11、太阳能通道下部设有进风口,进风口与室外空气联通,进风口处设有风机;

12、太阳能通道上部设有出风口,出风口朝向室内并与空气调节模块连通;

13、太阳能集热板倾斜设在太阳能通道内部,且太阳能集热板的下端抵在真空玻璃盖板的下部,太阳能集热板的上端抵在保温隔层的上部;

14、进风口和出风口分别设置在太阳能集热板的两侧;

15、太阳能集热板将太阳能转换电能,并将电能提供给空气调节模块、智能液晶窗户模块以及主控模块使用。

16、进一步地,太阳能集热板采用冲缝式太阳能集热板。

17、进一步地,智能液晶窗户模块包括窗框、窗户实体和窗体翻转机构;

18、窗户实体设置在窗框处,窗户实体的上侧与窗框的上侧边缘枢接;

19、窗体翻转机构包括气缸和舵机,气缸一端固定设置在窗框的下侧边缘,气缸另一端固定设置在窗户实体的下侧的中部;

20、窗体翻转机构与舵机连接,舵机与控制模块连接;

21、窗户实体包括由外而内依次设置的外部玻璃层、外部夹层、液晶变色层、内部夹层、内部玻璃层;

22、液晶变色层内部设有可旋转晶体;

23、液晶变色层与控制模块连接。

24、进一步地,控制模块还连接有wifi装置,wifi装置连接有移动终端;

25、控制模块通过wifi装置接收移动终端下达的窗户开闭指令和透明度调节指令,控制舵机和气缸带动窗户实体翻转,控制窗户实体中液晶变色层的透明度。

26、进一步地,外部夹层采用pvb材质或eva材质,内部夹层采用pvb材质或eva材质。

27、进一步地,环境数据采集模块包括风速传感器、温度传感器和湿度传感器;

28、风速传感器设置在窗户实体的外部玻璃层的外侧;

29、温度传感器和湿度传感器设置在窗户实体的内部玻璃层的内侧。

30、进一步地,空气调节模块包括通风管路,通风管路一端与蒸发式太能收集模块的出风口连通,通风管路另一端与室内连通;

31、通风管路上设有循环风机和盘管,循环风机朝向盘管,盘管朝向室内;

32、盘管后端设有加湿装置;

33、盘管内设置有循环介质,盘管连接有制冷循环管路和制热循环管路;

34、加湿装置、制冷循环管路和制热循环管路均与控制模块连接。

35、第二方面,本发明提供一种基于太阳能集热的液晶窗户智能调控方法,包括如下步骤:s1.蒸发式太阳能收集模块,收集太阳能并转化为电能为空气调节模块、智能液晶窗户模块、主控模块供电,并提供热空气进入空气调节模块;

36、s2.主控模块根据环境传感模块采集的环境数据并结合用户指令,控制智能液晶窗户模块和空气调节模块的工作。

37、进一步地,步骤s1具体步骤如下:

38、s11. 蒸发式太阳能收集模块收集太阳能;

39、s12.蒸发式太阳能收集模块将太阳能转化为电能,为空气调节模块、智能液晶窗户模块、主控模块供电,并提供热空气进入空气调节模块;

40、s13.判断太阳能是否充足;

41、若是,进入步骤s2;

42、若否,进入步骤s14;

43、s14.电源模块辅助为空气调节模块、智能液晶窗户模块、主控模块提供备用电能;

44、步骤s2具体步骤如下:

45、s21.控制模块采集温度传感器、湿度传感器以及风速传感器信号;

46、s22.热空气带动空气调节模块的风机转动;

47、s23.控制模块根据温度传感器数据与预设温度阈值关系判断是否需要加热或制冷;

48、若需要加热,控制模块控制制热循环管路与盘管连通,实现制热功能,进入步骤s24;

49、若需要制热,控制模块控制制冷循环管路与盘管连同,实现制冷功能,进入步骤s24;

50、s24.控制模块根据湿度传感器数据与预设湿度阈值关系判断是否需要增加湿度,并在需要时控制加湿器喷水或喷蒸汽;

51、s25.控制模块在检测到风速传感器数据超过预设风速上限时,通过舵机控制窗户实体关闭;

52、s26.控制模块在通过wifi装置接收到用户指令时,根据用户指令控制窗户实体的开闭以及调节窗户的透明度。

53、本发明的有益效果在于:

54、本发明提供的基于太阳能集热的液晶窗户智能调控系统及方法,不仅实现了窗户的自动化开合,还通过智能液晶窗户模块调节窗户的透明度,结合空气调节模块对室内温度和湿度进行精准控制,实现了多维度、智能化的环境调控。本发明通过蒸发式太阳能收集模块,系统能够高效收集并转化太阳能为电能,为各功能模块供电,同时利用太阳能产生的热空气进行室内温度调节,大大减少了对传统能源的依赖。此外,智能控制窗户的开闭和透明度,也能有效减少因不必要的窗户开启而造成的能源浪费,进一步提升节能效果。环境传感模块,能够实时监测外界的风速、温度、湿度等环境参数,并根据这些参数智能调节窗户状态和室内环境,使得系统能够应对复杂多变的天气条件,为用户提供更加稳定、舒适的室内环境。本发明中用户可以通过移动终端远程控制窗户的开闭和透明度调节,极大地提升了使用的便捷性和灵活性。同时,系统还具备智能感应功能,能够在检测到异常环境或用户指令时自动做出响应,进一步降低了用户的操作负担。本发明通过智能控制窗户的开闭,可以有效防止因疏忽而忘记关闭窗户导致的能源浪费或安全隐患。

55、此外,本发明设计原理可靠,结构简单,具有非常广泛的应用前景。

56、由此可见,本发明与现有技术相比,具有突出的实质性特点和显著的进步,其实施的有益效果也是显而易见的。


技术特征:

1.一种基于太阳能集热的液晶窗户智能调控系统,其特征在于,包括蒸发式太阳能收集模块、空气调节模块、智能液晶窗户模块、主控模块、电源模块和环境传感模块;

2.如权利要求1所述的基于太阳能集热的液晶窗户智能调控系统,其特征在于,蒸发式太阳能收集模块包括真空玻璃盖板、太阳能集热板和保温隔层;

3.如权利要求2所述的基于太阳能集热的液晶窗户智能调控系统,其特征在于,太阳能集热板采用冲缝式太阳能集热板。

4.如权利要求1所述的基于太阳能集热的液晶窗户智能调控系统,其特征在于,智能液晶窗户模块包括窗框、窗户实体和窗体翻转机构;

5.如权利要求4所述的基于太阳能集热的液晶窗户智能调控系统,其特征在于,控制模块还连接有wifi装置,wifi装置连接有移动终端;

6.如权利要求4所述的基于太阳能集热的液晶窗户智能调控系统,其特征在于,外部夹层采用pvb材质或eva材质,内部夹层采用pvb材质或eva材质。

7.如权利要求4所述的基于太阳能集热的液晶窗户智能调控系统,其特征在于,环境数据采集模块包括风速传感器、温度传感器和湿度传感器;

8.如权利要求2所述的基于太阳能集热的液晶窗户智能调控系统,其特征在于,空气调节模块包括通风管路,通风管路一端与蒸发式太能收集模块的出风口连通,通风管路另一端与室内连通;

9.一种基于太阳能集热的液晶窗户智能调控方法,其特征在于,包括如下步骤:s1.蒸发式太阳能收集模块,收集太阳能并转化为电能为空气调节模块、智能液晶窗户模块、主控模块供电,并提供热空气进入空气调节模块;

10.如权利要求9所述的基于太阳能集热的液晶窗户智能调控方法,其特征在于,步骤s1具体步骤如下:


技术总结
本发明提供一种基于太阳能集热的液晶窗户智能调控系统及方法,属于建筑节能技术领域,所述系统包括:蒸发式太阳能收集模块,收集太阳能并转化为电能为空气调节模块、智能液晶窗户模块、主控模块供电,并提供热空气进入空气调节模块;智能液晶窗户模块,根据环境传感模块采集的数据控制窗户开闭以及控制窗户的透明度;空气调节模块,根据环境传感模块采集的温度和湿度数据结合蒸发式太阳能收集模块的热空气进行室内温度和湿度调节;主控模块根据环境传感模块采集的环境数据并结合用户指令,控制智能液晶窗户模块和空气调节模块的工作。本发明通过太能集热及智能控制窗户开闭及透明度、提升智能家居水平、提升能源利用、增强环境适应性。

技术研发人员:楼云亭,张卫芳,谢兴昶,白雪,李为国,张德昌,孙振东
受保护的技术使用者:山东浪潮智慧能源科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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