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生态空调窗及使用方法

阅读:124发布:2021-01-18

专利汇可以提供生态空调窗及使用方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且生态 空调 窗及使用方法,属房屋 窗户 。有一种呼吸窗能靠窗框向室内输送室外空气、 辐射 能量 ,但需多种设备协同工作才能调节室内空气,占用室内空间大,安装使用不便,从窗户和排出的废气中能量流失大。本 发明 在窗户主体内设换气回热结构,把 太阳能 和地温装置,空调机和冷凝 水 节能装置与窗户结合成整体,并利用空气 对流 和 风 扇换气与回收要散失的能量,它克服了呼吸窗的缺点,减少了能量消耗。并不影响采光,能取代现有窗户和玻璃墙幕。,下面是生态空调窗及使用方法专利的具体信息内容。

1. 一种生态空调窗,其窗户主体(3)由窗框(8)、窗扇(7)和其公知连接与定位件组成,其中,有一种窗框(8)是用金属或金属与塑料的复合型材制成的中空框式构件,它包括下框(33)、上框(38)及左右侧框(49),并由其内腔构成贯通的空气通道,窗扇(7)是用已有玻璃板或包围有扇框的已有玻璃板制成的透光件这两种结构中的任一种,它在窗框内按单层、双层或多层中的任一层数设置,并有平开、或推拉、或平开和推拉这三种中的任一种开闭方式,其特征在于:在窗框(8)内设有以下任一种结构的空气换热通道: <1>、在该窗框(8)室外侧上端或下端二处之一,开有室外空气的上进口(39)或下进口(43)二种进口中的任一种,由此把该通道的上端或下端与室外大气连通,并在该口内装空气(70、79)控制通道通断;在其室内侧远离室外侧上述室外空气上进口(39)或下进口(43)的一端,开该空气的下出口(34)或上出口(41)二种出口之一,由此把该通道位于室内侧的另一端与室内连通,并以此沟通室外空气经该通道进入室入内的单向输气的室外空气换热通道(30); <2>、在窗框(8)室外侧上下端,都依次开室外空气的上进口(39)和下进口(43),由此把该通道的上下二端都分别与室外大气连通;在该框室内侧上下端都依次开该气的下出口(34)和上出口(41),由此把该通道上下二端都分别与室内连通,并在各口内装空气阀(70、79)控制室外空气分别经该通道进入室内的流向,使该通道成为能分别从室外侧上端或下端进气的可逆输气室外空气换热通道(30); 同时,由整体机壳(10)、或分体机壳(264、265、288、298)和面板(2)、或面罩(257)、或窗裙(16)等覆盖件把以下八条中的任一条所说辅助设备结合到窗户主体(3)的边沿: a、机(93、137、139、158)或空调机(1)二者中的任一种; b、空调机(1)和网络终端(161); c、回热换热器(57)、空气净化器(151)、富器(153)、负离子发生器(154)、加湿器(155)、加香器(156)、地温空调系统(81、92、252)、空气加热器(12)、太阳能接收装置(9、240)、遮阳罩(27、303)这十种辅助空调器具中的任一种和风机; d、c条所述十种辅助空调器具中的任一种另加空调机(1); e、c条所述十种辅助空调器具中的任一种和空调机(1)加网络终端; f、c条所述十种辅助空调器具中的任几种和风机; g、c条所述十种辅助空调器具中的任几种和空调机(1); h、c条所述十种辅助空调器具中的任几种,另加空调机(1)和网络终端; 然后再统一配备公知共用的动传动装置、流体管路系统、机电检测与控制系统(21);其中,上述风机均分别与室外空气换热通道(30)或该通道和回热换热器(57)连通,并在机壳的室内侧用面板(2、246)封盖,以此与窗户主体(3)集成为一扇结构紧凑的整体。
2、 如权利要求1所述的生态空调窗,其特征在于:在窗框(8)内另设一条室内空气换 热通道(31),它与所述室外空气换热通道(30)平行紧邻,并由共用的间壁分隔;因此,在 窗框室外侧上下二端除分别开室外空气的上进口 (39)和下进口 (43)外,还开室内空气的 上出口 (44)和下出口 (36),由此分别把各自的空气换热通道(30、 31)外侧上下二端都 与室外大气连通;在窗框室内侧上端除开有室外空气上出口(41),或该口(41)和过渡管(35) 外,还开有室内空气的上进口 (116),或该口 (116)、过渡弯管(45)和侧进口 (46);在 该侧下端,除开有室外空气下出口(34),或该口 (34)和过渡管(35)外、还开有室内空气 下进口(114),或该口 (114)、过渡管(115)和侧进口(48),或直接开有侧进口 (48),这三 种结构之一,以此分别把各自的空气换热通道上下二端都与室内空间连通;在上述进出口内 都装空气阀分别控制室外空气(22)和室内空气(23)在各自通道内的流向,既使原有的室 外空气换热通道(30)成为能分别从窗框(8)外侧上下二端交替地进气和从室内侧上下二 端交替地向室内送气的可逆输气室外空气换热通道,又使增设的室内空气换热通道(31)也成为能分别从窗框室内侧上下二端交替地进气和分别从室外侧t下二端交替地向室外排气的可逆输气室内空气换热通道。
3、 一种生态空调窗,它的窗户主体(3)由窗框(8)、窗扇(7)和其连接与定位件组成,其特征在于:所述窗框(8)是以下结构中的任一种-〈1>、在该窗框(8)窒外侧上端或下端二处之一,开有室外空气的上进口 (39)或下进口 (43) 二种进口中的任一种,由此把该通道的上端或下端与室外连通,并在该口内装空气阀 (70、 79)控制通道通断;在其室内侧远离室外侧上述室外空气上进口 (39)或下进口 (43)的一端,开该空气的下出口 (34)或上出口 (41) 二种出口之一,由此把该通道位于室内侧的另一端与室内连通,并以此沟通室外空气经该通道进入室入内的单向输气的室外空气换热通道(30);〈2〉、在窗框(8)室外侧上下端,都依次开室外空气的上进口 (39)和下进口 (43),由 此把该通道的上下二端都分别与室外大气连通;在该框室内侧上下端都依次开该气的下出口(34)和上出口 (41),由此把该通道上下二端都分别与室内连通,并在各口内装空气阀(70、 79)控制室外空气分别经该通道进入室内的流向,使该通道成为能分别从室外侧上端或下端 进气的可逆输气室外空气换热通道(30);〈3》、在窗框(8)内另设一条室内空气换热通道(31),它与所述室外空气换热通道(30) 平行紧邻,并由共用的间壁分隔;因此,在窗框室外侧上下二端除分别开室外空气的上进口(39)和下进口 (43)外,还开室内空气的上出口 (44)和下出口 (36),由此分别把各自的 空气换热通道(30、 31)外侧上下二端都与室外大气连通;在窗框室内侧上端除开有室外空 气上出口(41),或该口 (41)和过渡管(35)外,还开有室内空气的上进口 (116),或该口(116)、过渡弯管(45)和侧进口 (46);在该侧下端,除开有室外空气下出口(34),或该 口 (34)和过渡管(35)外、还开有室内空气下进口(114),或该口 (114)、过渡弯管(115) 和侧进口(48),或直接开有侧进口 (48),这三种结构之一,以此分别把各自的内侧换热通 道上下二端都与室内空间连通;在上述进出口内都装空气阀分别控制室外空气(22)和室内 空气(23)在各自通道内的流向,既使原有的室外空气换热通道(30)成为能分别从窗框(8) 外侧上下二端交替地进气和从室内侧上下二端交替地向室内送气的可逆输气室外空气换热 通道,又使增设的室内空气通道(31)也成为能分别从窗框室内侧上下二端交替地进气和分 别从室外侧上下二端交替地向室外排气的可逆输气室内空气换热通道;并且,当在窗框(8)内所装窗扇玻璃板多于一层时,则把该窗户主体(3)制成以下任 一款所说的空气换热结构:a、 当其窗扇玻璃板多于一层时,则在与位于其中二层窗扇玻璃板之间的狭窄空间对照 的窗框(8)上下二端的内周壁面,依次各开一个把该空间上下二端与该框内的室外空气换 热通道(30) 二端分别连通的室外空气上连通孔(213)和下连通孔(214),由此即形成一 个与左右侧框(49)内的室外空气换热通道(30)为并联结构的室外空气换热夹层(212);b、 当在窗框(8)内设有室外空气换热通道(30)和室内空气换热通道(31),而且所 装窗扇玻璃板又多于二层时,则在其三层玻璃板之间形成二个平行紧邻的狭窄空间,在与其 中一个狭窄空间上下二端对照的窗框上下两端的内周壁面,分别各开一个把该空间的上下二 端与该框内的室外空气换热通道(30)连通的室外空气上连通孔(213)和下连通孔(214), 由此即形成一个与左右侧框(49)内的室外空气换热通道(30)为并联结构的室外空气换热 夹层(212);在与其中另一个狭窄空间上下二端对照的窗框上下两端内周壁面,也依次各开 一个把该空间的上下二端与该框内的室内空气换热通道(31)连通的室内空气上连通孔(231) 或该孔(231)和其过渡管(35),以及下连通孔(228),或该孔(228)和过渡管(35),由 此即形成一个与左右侧框(49)内的室内空气换热通道(31)为并联结构的室内空气换热夹 层(227);c、 当在窗框(8)内设有室外空气换热通道(30)和室内空气换热通道(31),而且所 装窗扇玻璃板又多于三层时,则在其中四层窗扇玻璃板之间形成三个平行紧邻的狭窄空间, 在与其中至少一个狭窄空间上下二端对照的窗框上下二端的内周壁面,都依次各开一个把该空间的上下二端与该框内的室外空气换热通道(30) 二端连通的上连通孔(213、 259)与下 连通孔(214、 250)、或上述连通孔(213、 259、 214、 250)和其过渡管(35),由此即构成 有至少一个与左右侧框(49)内的室外空气换热通道(30)为并联结构的所述室外空气的换 热夹层(212、 249),同样,在与其剩余的至少一个狭窄空间对照的窗框上下二端的内周壁 面,都依次各开一个把该空间上下二端与该框内的室内空气换热通道(31) 二端连通的室内 空气上连通孔(231)和下连通孔(228)、或上述二孔(231、 228)及其过渡管(35),由此 即构成有至少一个与左右侧框(49)内的室内空气换热通道(31)为并联结构的室内空气换 热夹层(227);同时,上述二种异名空气换热夹层互为间隔地排列;d、当在窗框(8)内不仅设有室外空气换热通道(30)和室内空气换热通道(31),以 及设有由至少二层窗扇玻璃板构成的有至少一个所述室外空气换热夹层(212),或所述室内 空气换热夹层(227)时,则在该夹层内均匀地安装有若干空气换热管(297),而且该管(297) 的上下二端分别由已述的上连通孔(231、 213)和下连通孔(228、 214),或上述二连通孔 (231、 228、 213、 214)和其过渡管(35)与上下窗框内的任一条空气换热通道(31、 30) 连通,由此即形成与左右侧框(49)内的同名空气换热通道(31、 30)为并联结构的栅管式 室内空气换热通道(305),或栅管式室外空气换热通道。
4、 一种生态空调窗,它的窗户主体(3)由窗框(8)、窗扇(7)和其连接与定位件组 成,其特征在于:所述窗框(8)有以下任一条所述的结构:〈1》、在该窗框(8)室外侧上端或下端二处之一,开有室外空气的上进口 (39)或下进口 (43) 二种进口中的任一种,由此把该通道的上端或下端与室外连通,并在该口内装空气阀 (70、 79)控制通道通断;在其室内侧远离室外侧上述室外空气上进口 (39)或下进口 (43) 的一端,开该空气的下出口 (34)或上出口 (41)中的二种出口之一,由此把该通道位于室 内側的另一端与室内连通,并以此沟通室外空气经该通道进入室入内的单向输气的室外空气 换热通道(30);〈2〉、在窗框(8)室外侧上下端,都依次开室外空气的上进口 (39)和下进口 (43),由此把该通道的上下二端都分别与室外大气连通;在该框室内侧上下端都依次开该气的下出口 (34)和上出口 (41),由此把该通道上下二端都分别与室内连通,并在各口内装空气阀(70、 79)控制室外空气分别经该通道进入室内的流向,使该通道成为能分别从室外侧上端或下端 进气的可逆输气室外空气换热通道(30);〈3〉、在窗框(8)内另设一条室内空气换热通道(31),它与所述室外空气换热通道(30) 平行紧邻,并由共用的间壁分隔;因此,在窗框室外侧上下二端除分别开室外空气的上进口 (39)和下进口 (43)夕卜,还开室内空气的上出口 (44)和下出口 (36),由此分别把各自的 空气换热通道(30、 31)外侧上下二端都与室外大气连通;在窗框室内侧上端除开有室外空 气上出口(41),或该口 (41)和过渡管(35)夕卜,还开有室内空气的上进口 (116),或该口 (116)、过渡弯管(45)和侧进口 (46);在该侧下端,除开有室外空气下出口(34),或该 口 (34)和过渡管(35)夕卜、还开有室内空气下进口(114),或该口 (114)、过渡管(115)和 侧进口(48),或直接开有侧进口 (48),这三种结构之一,以此分别把各自的内侧换热通道 上下二端都与室内空间连通;在上述进出口内都装空气阀分别控制室外空气(22)和室内空 气(23)在各自通道内的流向,既使原有的室外空气换热通道(30)成为能分别从窗框(8) 外侧上下二端交替地进气和从室内侧上下二端交替地向室内送气的可逆输气室外空气换热 通道,又使增设的室内空气通道(31)也成为能分别从窗框室内侧上下二端交替地进气和分 别从室外侧上下二端交替地向室外排气的可逆输气室内空气换热通道;并且,当窗框(8)内所装窗扇玻璃板多于一层时,则把该窗主体(3)制成以下任一款 所说的空气换热结构-①、当其窗扇玻璃板多于一层时,则在与位于其中二层窗扇玻璃板之间的狭窄空间对照 的窗框(S)上下二端的内周壁面,依次各开一个把该空间上下二端与该框内的室外空气换 热通道(30) 二端分别连通的室外空气上连通孔(213)和下连通孔(214),由此即形成一 个与左右侧框(49)内的室外空气换热通道(30)为并联结构的室外空气换热夹层(212);② 、当在窗框(8)内设有室外空气换热通道(30)和室内空气换热通道(31),而li所 装窗扇玻璃板又多于二层吋,则在其三层玻璃板之间形成二个平行紧邻的狭窄空间,在,其 中一个狭窄空间上下二端对照的窗框上下两端的内周壁面,分别各开一个把该空间的上下二 端与该框内的室外空气换热通道(30)连通的室外空气上连通孔(213)和下连通孔(214), 由此即形成一个与左右侧框(49)内的室外空气换热通道(30)为并联结构的室外空气换热 夹层(212);在与其中另一个狭窄空间上下二端对照的窗框上下两端内周壁面,也依次各开 一个把该空间的上下二端与该框内的室内空气换热通道(31)连通的室内空气上连通孔(231) 或该孔(231)和其过渡管(35),以及下连通孔(228),或该孔(228)和过渡管(35),由 此即形成一个与左右侧框(49)内的室内空气换热通道(31)为并联结构的室内空气换热夹 层(227);③ 、当在窗框(8)内设有室外空气换热通道(30)和室内空气换热通道(31),而且所装窗扇玻璃板又多于三层时,则在其中四层窗扇玻璃板之间形成三个平行紧邻的狭窄空间, 在与其中至少一个狭窄空间上下二端对照的窗框上下二端的内周壁面,都依次各开一个把该空间的上下二端与该框内的室外空气换热通道(30) 二端连通的上连通孔(213、 259)与下 连通孔(214、 250)、或上述连通孔(213、 259、 214、 250)和其过渡管(35),由此即构成 有至少一个与左右側框(49)内的室外空气换热通道(30)为并联结构的所述室外空气的换 热夹层(212、 249),同样,在与其剩余的至少一个狭窄空间对照的窗框上下二端的内周壁 面,都依次各开一个把该空间上下二端与该框内的室内空气换热通道(31) 二端连通的室内 空气上连通孔(231)和下连通孔(228)、或上述二孔(231、 228)及其过渡管(35),由此 即构成有至少一个与左右侧框(49)内的室内空气换热通道(31)为并联结构的室内空气换 热夹层(227);同时,上述二种异名空气换热夹层互为间隔地排列;④ 、当在窗框(8)内不仅设有室外空气换热通道(30)和室内空气换热通道(31),以 及设有由至少二层窗扇玻璃板构成的有至少一个所述室外空气换热夹层(212),或所述室内 空气换热夹层(227)时,则在该夹层内均匀地安装有若干空气换热管(297),而且该管(297) 的上下二端分别由已述的上连通孔(231、 213)和下连通孔(228、 214),或上述二连通孔(231、 228、 213、 214)和其过渡管(35)与上下窗框内的任一条空气换热通道(31、 30) 连通,由此即形成与左右侧框(49)内的同名空气换热通道(31、 30)为并联结构的栅管式 室内空气换热通道(305),或栅管式室外空气换热通道;同时,还由整体机壳(10)、或分体机壳(264、 265、 288、 298)、或二者的混合结构这 三种结构之一和面板(2)、或面罩(257)、或窗裙(16)等覆盖件把以下八条中的任一条所 说辅助设备结合到窗户主体(3)的边沿-a、 风机或空调机(1)的任一种;b、 空调机(1)和网络终端(161);c、 回热换热器(57)、空气净化器(151)、富氧器(153)、负离子发生器(154)、加湿 器(155)、加香器(156)、地温空调系统(81、 92、 252)、空气加热器(12)、太阳能接收 装置(9、 240)、遮阳罩(27、 303)这十种辅助空调器具中的任一种和风机;d、 c条所述十种辅助空调器具中的任一种另加空调机(1);e、 c条所述十种辅助空调器具中的任一种和空调机(1)加网络终端(161);f、 c条所述十种辅助空调器具中的任几种和风机;g、 c条所述十种辅助空调器具中的任几种和空调机(1);h、 C条所述十种辅助空调器具中的任几种另加空调机(1)和网络终端; 然后再统一配备共用的动力传动装置、流体管路系统、机电检测与控制系统(21);其中,上述风机均分别与室外空气换热通道(30)、和室内空气换热通道(31)或该通道(30、 31)和回热换热器(57)连通,并在机壳的室内側用面板(2、 246)封盖,以此将其与窗户 主体(3)集成为一扇结构紧凑的整体。
5、如权利要求l一4中任一项所述的生态空调窗,其特征在于:在其左右二側框(49) 的室外空气换热通道(30),或其室外空气换热夹层(212、 249)这两种结构中的任一种内,安装有以下二项所述空气冷却、加热结构、或二者之一;a、 地温能载体回盘管(206):在夏大通入经地温冷却的冷载体,以此冷却进入室内 的室外空气(22),在冬天通入经阳光、或地温和阳光这两组能源之一加热的载体,加热进 入室内的室外空气;b、 半导体致冷器(262):利用该器能同时制冷和放热的特性,夏天让其冷端位于室外 空气换热通道(30)或室外空气换热夹层(212、 249)内,以此冷却进入室内的室外空气(22), 让其热端位于室内空气换热通道(31、 305)或室内空气换热夹层(227)内,以此加热向外 排放的室内空气(23);在冬天则向该器内通入反向电流,让其冷热二端翻转,以此既加热 进入室内的室外空气,又冷却外排的室内空气;在上述过程中,由于都使室外和室内二种空气之间的温度密度差加大,故既可用此向 室内补充能量,又可加速该窗自由换气时二种空气的流速。
6、如权利要求l、或2、或4所述的生态空调窗,其特征在于:所述辅助空调器具是以 下任一条或几条所说的结构:〈1〉、其空调机,是指公知压縮式空调或吸收式空调,或半导体致冷器三种结构之一,并且包括单冷机或机二者之一和直冷式或间冷式二种结构中的任一种;〈2〉、其回热换热器(57)为间壁式,并是显热空气换热器或全热空气换热器二种结构之 一,前者是壳管式、或套管式、或板翅式,或板式等结构中的任一种,并且在其内设有室外 空气换热腔(66)和室内空气换热腔(62), 二腔之间由其共用的间壁分隔,在其外壳(63) 上开有室外空气换热腔(66)的室外空气进口 (58)和出口 (59)以及室内空气换热腔(62) 的室内空气进口 (60)和出口 (61);而后者的基本结构与前者相同,但是在分隔二换热腔 的间壁上均布有无数微观小孔(69);〈3〉、其富氧器(153)是指由公知氧分子筛、或氮分子筛、或磁性多孔材料制成的变压吸 附式富氧装置,或是指由公知微孔富氧膜、或均相富氧膜、或液体隔膜制成的渗透富氧装置 这二种基本结构之一 •〈4〉、其地温空调k统是指地温水空气调系统(81、 252),或是指地温空气节能输气系统 (92) 二种基本结构之一;其中,地温水空气调节系统(81)由末端换热器(11)、地下冷 端水池(82)、地下热端水池(83)、位于分隔二水池的堤岸或地基之下,并连通二池的换热 管束或列管(84)、水泵(86)、连通冷端水池和该泵进口的进水管(87)、与热端水池连通 的回水管(88)、连通水泵出口、末端换热器(11)和回水管等部件的连接水管(91),以及 装在末端换热器上下端的二个进口和二个出口外侧的四只截止阀(90)组成;其地温水空调 系统(252)亦与上述系统类同,但是其水源为池水、塘水、河水、井水和海水等地温水, 并且在其回水管中还串联有回水盘管(206);其地温空气节能输气系统(92)由离心风机(93)、 空气清新器(94)、有空气进口的地下室或通道等地下空间(95),输气管(96)和进气管(97)等主要结构组成;〈5〉、其i阳fe接收装置是公知太阳能接收装置中的任一种,或是遮阳罩式太阳能接收装 置(9),或是热水器式太阳能接收装置(240);其中,遮阳罩式太阳能接收装置(9)由太 阳能集热箱(26)、遮阳罩(27)、升降机构(14)和工位传感器(190、 191、 192)组成; 而集热箱则由箱体(175)、位于箱体上部的上集热腔(105)、装在该腔内的由若干透明玻璃 或塑料毛细管同向集成的上集热板(176)、由若干黑色塑料或玻璃毛细管同向集成的下集热 板(177)、位于下集热板下面的黑色隔热垫板(178)、位于该腔与下腔(102)之间的隔板 (179)和封闭上腔的透明玻璃盖板(106)组成;组装该箱(26)时,在上下集热板之间留 有连通上集热腔外侧空气进口 (181)和内侧垂直过渡通道(182)及空气进出口 (101)的 狭窄空气通道(180);其升降机构(14)由主动蜗杆减速机构(184)、从动蜗杆减速机构(185)、 连接轴(186)、升降嫘杆(15)、驱动手柄电机(187)和底座(188)等主要零部件组成; 组装该装置(9)时,由连接在集热箱(26)或遮阳罩(27)左右侧上处的升降螺母(28) 和左右侧下角处的导向套(183)与升降机构(14)的嫘杆(15)连接;其热水器式太阳能 接收装置(240),是在前述太阳能集热腔(105)内增设了金属集热盘管(241)或公知玻璃真空集热水管(242)后构成;〈6〉、在遮阳罩(303)的顶面装有太阳能电池板(302),在该罩的内表面装有反射镜(301), 并用翻转升降机构在夏天把它定位在窗户的顶面,用它遮阳挡雨,并吸收阳光发电;在冬天 把它翻转到窗户下端,除让空调和窗户直接照射阳光外,还能靠反射镜收集二种部件受光面 以外的阳光来加热室内和进入室内的空气。
7、 如权利要求5所述的生态空调窗,其特征在于:它设有以下六条所述结构中的任一 种或几种:〈i〉、其空调机,是指公知压缩式空调或吸收式空调,或半导体致冷器三种结构之一,并且包括单冷机或热泵机二者之一和直冷式或间冷式二种结构中的任一种;〈2>、其回热换热器(57)为间壁式,并是显热空气换热器或全热空气换热器二种结构之 一,前者是壳管式、或套管式、或板翅式,或板式等结构中的任一种,并且在其内设有室外 空气换热腔(66)和室内空气换热腔(62), 二腔之间由其共用的间壁分隔,在其外壳(63) 上开有室外空气换热腔(66)的室外空气进口 (58)和出口 (59)以及室内空气换热腔(62) 的室内空气进口 (60)和出口 (61);而后者的基本结构与前者相同,但是在分隔二换热腔 的间壁上均布有无数微观小孔(69);〈3>、其富氧器(153)是指由公知氧分子筛、或氮分子筛、或磁性多孔材料制成的变压吸 附式富氧装置,或是指由公知微孔富氧膜、或均相富氧膜、或液体隔膜制成的渗透富氧装置这二种基本结构之一•〈4〉、其^温空调k统是指地温水空气调系统(81、 252),或是指地温空气节能输气系统 (92) 二种基本结构之一;其中,地温水空气调节系统(81)由末端换热器(11)、地下冷 端水池(82)、地下热端水池(83)、位于分隔二水池的堤岸或地基之下,并连通二池的换热 管束或列管(84)、水泵(86)、连通冷端水池和该泵进口的进水管(87)、与热端水池连通 的回水管(88)、连通水泵出口、末端换热器(11)和回水管等部件的连接水管(91),以及 装在末端换热器上下端的二个进口和二个出口外侧的四只截止阀(90)组成;其地温水空调 系统(252)亦与上述系统类同,但是其水源为池水、塘水、河水、井水和海水等地温水, 并且在其回水管中还串联有回水盘管(206);其地温空气节能输气系统(92)由离心风机(93)、 空气清新器(94)、有空气进口的地下室或通道等地下空间(95),输气管(96)和进气管(97) 等主要结构组成;〈5》、其太阳能接收装置是公知太阳能接收装置中的任一种,或是遮阳罩式太阳能接收装 置(9),或是热水器式太阳能接收装置(240);其中,遮阳罩式太阳能接收装置(9)由太 阳能集热箱(26)、遮阳罩(27)、升降机构(14)和工位传感器(190、 191、 192)组成; 而集热箱则由箱体(175)、位于箱体上部的上集热腔(105)、装在该腔内的由若干透明玻璃 或塑料毛细管同向集成的上集热板(176)、由若干黑色塑料或玻璃毛细管同向集成的下集热 板(177)、位于下集热板下面的黑色隔热垫板(178)、位于该腔与下腔(102)之间的隔板 (179)和封闭上腔的透明玻璃盖板(106)组成;组装该箱(26)时,在上下集热板之间留 有连通上集热腔外侧空气进口 (181)和内侧垂直过渡通道(182)及空气进出口 (101)的 狭窄空气通道(180);其升降机构(14)由主动蜗杆减速机构(184)、从动蜗杆减速机构(185)、 连接轴(186)、升降嫘杆(15)、驱动手柄或电机(187)和底座(188)等主要零部件组成; 组装该装置(9)时,由连接在集热箱(26)或遮阳罩(27)左右侧上角处的升降螺母(28) 和左右侧下角处的导向套(183)与升降机构(14)的螺杆(15)连接;其热水器式太阳能 接收装置(240),是在前述太阳能集热腔(105)内增设了金属集热盘管(241)或公知玻璃 真空集热水管(242)后构成;〈6〉、在遮阳罩(303)的顶面装有太阳能电池板(302),在该罩的内表面装有反射镜(301), 并用翻转升降机构在夏天把它定位在窗户的顶面,用它遮阳挡雨,并吸收阳光发电;在冬天 把它翻转到窗户下端,除让空调和窗户直接照射阳光外,还能靠反射镜收集二种部件受光面 以外的阳光来加热室内和进入室内的空气。
8、 如权利要求l、或2、或4、或7中任一项所述的生态空调窗,其特征在于:所述空调机及其辅助空调器具是以下任一条或几条所说的结构:〈1〉、其回热换热器(57)横跨中隔板(163)而安装在机壳(10) —边的内外两侧空间内, 该器的室外空气进口 (58)位于中隔板的室外侧,并通过空气过滤器(129)与机壳室外侧 邻近的室外空气进口 (124)连通,而该器中的室外空气出口 (59)则位于中隔板的室内侧, 并与机壳或面板上邻近的室外空气的辅助排气口 (174)或其室内侧的风扇(139、 158)的 吸气空间这二处之一连通,由此便沟通室外空气(22)经该器进入室内的换热通道;该器中 的室内空气进口 (60)位于中隔板的室内侧,并与面板(2)上邻近的室内空气进口(48、 142)、 或窗框上邻近的室内空气出口(44、 36)中任一口连通,而该器中的室内空气出口 (61)则位 于中隔板的室外側,并与室外风扇(137)的吸气空间或大气连通,由此便沟通室内空气(23) 经该器排到室外的换热通道,当启动上述二种风机时,所述室内空气(23)即在室外风扇(137) 的驱动下流经该器(57)后被直接排到室外,或再在流经空调机的室外换热器(5、 125、 290) 后再排到室外;而室外空气(22)即在室内风扇(139、 158)的驱动下流经该器(57)后被 直接送入室内,或再在流经空调机的室内换热器(149、 285)后再进入室内;在该过程中,室 外空气通过回热换热器(57)内的间壁从室内空气中吸收能量,然后携该能量进入室内;〈2〉、其太阳能接收装置(9、 240)和遮阳罩(27、 303)既可制造成一体,此时,该罩 (27)充作集热箱(26)的支撑板;也可分别制造,然后择一安装在窗户室外侧,并由窗框 (8)、或与窗框连接的垂直升降机构(14)或旋转升降机构这三者之一与墙体(13)固定, 在夏天将它置于窗户顶部,为该窗和室内遮阳挡雨,其中,太阳能接收装置(240)还可向 用户提供热水,而遮阳罩(303)还可用其太阳能电池板(302)向用护提供电能;在冬天置 于窗户下部,以便让阳光直接投入室内加热室内空气,并同时收集窗户投影面以外的阳光, 以下列任一款或二款所述方式向室内补充热能-a、 利用其内设的集热腔(105)加热进入室内的室外空气(22);b、 利用集热腔的玻璃盖板(106)或专设的反射镜(301)把收集的阳光以反射光(107) 投入室内加热室内空气;c、 把由集热腔(105)内的集热盘管(241)或公知玻璃真空集热水管(242)加热的热 水输入回水盘管(206)或该管(206)和末端换热器(11)内,通过与空气进行热交换而把 热能输入室内;<3》、其富氧器(153)的空气进口端(207)与所述室外空气循环通道(128)连通,而 其氧气出口 (207a)则经所述室内风扇(139、 158)或专用风机(92)或所述室内空气循环 通道(148)与室内连通;〈4〉、其空调机(1)和其辅助空调器具由机壳(10)、或由上机壳(264、 298)、或下机 壳(265、 288)或它们的混装结构这四项所说结构之一结合到窗框(8)的内外侧周边,其 中,空调机(1)的室外换热器(125)和室内换热器(149)制成以下四款所述结构中的任一种:a、 花窗式换热器;b、 防盗栅式换热器(5);c、 附壁式换热器(285、 287、 290、 294);d、 上述a、 b、 c中任一款所述结构与公知换热器中的任一种组合而构成的混装换热结'其中,附壁式换热器中的室内换热器允许制成附壁式室内主换热器(285)和附壁式室 内辅助换热器(287)两部分,二者与内窗裙(199)结合装在窗框(8)室内侧的外沿;其 室外换热器允许制成附壁式或三段管翅式二种结构之一的室外主换热器(290)和附壁式室 外辅助换热器(294) 二部分,二者和外窗裙(200)结合装在窗框(8)室外侧的外沿。
9、如权利要求l、或2、或4、或7中任一项所述的生态空调窗,其特征在于:当在窗 内设有空调机(1)时,则在该机的室内换热器(149、 285)之下至室外换热器(125、 290) 的换热空间,或回热换热器(57)的室内空气换热腔(62)内这二处,或二处之一装有冷凝 水节能装置(233、 299),通过该装置的喷头(237)或喷头和蒸发屏(291),把室内换热器匸作时凝聚的冷凝水散布到已述室外换热器的换热空间或室内空气换热腔(62)这二处或:. 处之一内,在前一处内用该水冷却空调系统内的制冷剂,在后一处内则用该水冷却进入室内 的室外空气(22),以此实现节能。
10、 如权利要求5所述的生态空窗,其特征在于:在其空调机(1)的室内换热器(149、 285)之下至室外换热器(125、 290)的换热空间,或至回热换热器的室内空气换热腔(62) 内这二处或二处之一装有冷凝水节能装置(233、 299),通过该器的喷头(237)或喷头和蒸 发屏(291),把室内换热器工作时凝聚的冷凝水散布到已述室外换热器的换热空间或室内空 气换热腔(62)这二处或二处之一内,在前一处内用该水冷却流经空调室外换热器内的制冷 剂,在后一处内则用该水冷却经换热腔进入室内的室外空气(22),以此实现节能。
11、 如权利要求l、或2、或3、或4、或7、或10所述的生态空窗,其特征在于:在其 窗框(8)内安装的窗扇用扁管玻璃板(215)制成,该板由外侧玻璃板(54)、内侧玻璃板(55)和中间竖镶条(217)构成,并在二板中间形成一个狭窄空间(218)、当把它与窗框 组装时,即由该扇上下端的开口 (219)分别与上窗框(38)和下窗框(33)内周边表面的 二个所述连通孔对照连通,使该板内的上述空间(218)与左右侧框(49)内的同名空气的 换热通道(30、 31) 二者之一形成并联结构的同名空气换热夹层,并以此取代已述二层普通窗扇o
12、 一种使用生态空调窗的方法,其特征在于:〈1〉、由在窗框(8)内设有可逆输气的单室外空气换热通道(30)的生态空调窗对室内进 行自由换气和强制换气的操作过程是:a、 进行自由换气的操作过程:在冬季进行自由换气时,先开启窗框(8)室外侧下端的 室外空气下进口 (43)和室内侧上端的上出口 (41)内的空气阀(70、 79),此时在室内与 室外空气之间重力差作用下,室外新鲜空气即自动地从下进口 (43)进入室外空气换热通道(30)或该通道(30)和室外空气换热夹层(212)内,在此吸收由室内散射到窗框或窗户 内的热量而使自身升温后,再经上出口 (41)流入室内;在夏季进行自由换气时,开启窗框 室外側上端的上进口 (39)和窗框室内侧下端的下出口 (34)内的空气阀(70、 79),此时, 在室内与室外空气之间的重力差作用下,室外空气则从上进口 (39)进入所述空气换热通道(30)或该通道(30)和室外空气换热夹层(212)内,在此吸收由室内散射到窗框或窗户 内的冷量而使自身降温后,再经下出口 (34)流入室内;b、 进行强制换气时的操作过程:当在窗内装有风机(139、 158、 93)时,则可在任何 季节进行强制换气,此时,可同时开启窗框上邻近并连通风机的室外空气进口(39、 43)、或 出口(41、 34)二口之一内的已述空气阀和远离风机并与上述邻近空气口连通的室外空气的异名口内的已述空气阀,此时,在风机驱动下,室外空气中的一部分即从窗框外侧的进口进入 窗框的室外空气换热通道(30)、或该空气通道(30)和室外空气换热夹层(212)内,在此 吸收了由室内散射到窗框或窗户中的能量后,再携其能量经远离该空气进口的上述内侧空气 出口进入室内;〈2》、在窗框内设有双换热通道(30、 31)或该通道(30、 31)、室外空气换热夹层(212、 249)和室内空气换热夹层(227)的生态空调窗进行自由换气的操作过程是-a、进行自由换气时的操作过程:在冬季进行自由换气时,开启窗框(8)室外侧下端的 室外空气下进口 (43)和室内空气下出口 (36),以及室内侧窗框上端的室外空气上出口 (41) 和室内空气上进口 (116)内的空气阀,此时,在室内与室外空气之间重力差作用下,室外 空气(22)和室内空气(23)会分别从所述进口进入各自的换热通道(30、 31),或该通道 和各自的空气换热夹层(212、 249、 227)内,其中,室外空气(22)既直接从窗框(8)或 窗户(3) 二者之一中吸收室内散射的热量,又通过间壁从流经室内空气换热通道(31、 305) 或该通道和其室内空气换热夹层(227)内的室内空气(23)中,吸收该气从室内带出来的 热量,然后,室外空气携其热量从上出口 (41)进入室内,而室内空气则在释放出热量降温 后再经下出口 (36)排入大气;在夏季进行自由换气时,开启窗框(8)室外侧上端的室外 空气上进口 (39)和室内空气上出口 (44),以及窗框室内侧下端的室外空气下出口 (34)和室内空气下进口 (114)内的空气阀,在室内和室外二空气之间重力差作用下,室外空气 (22)和室内空气(23)即分别从各自的进口进入各自的空气换热通道(30、 31),或各自 的空气换热通道和空气换热夹层(212、 249、 227)内,此时,室外空气(22)既从窗框(8) 或窗户(3)二者之一内吸收由室内散射的冷量,又通过其间壁从流经室内空气换热通道(31)或该通道和窒内空气换热夹层二者之一内的窒内空气(23)中,吸收该气从窒内带出来的冷 量,然后,室外空气携其冷量经下出口 (34)进入室内,而室内空气(23)则在释放出它从 室内带出的冷量后,再经上出口 (44)排入大气;b、进行强制换气时的操作过程:若在窗内设有专用风机或室内风扇(139、 158)和室 外风扇(137)时,则该窗在任何季节都可进行强制换气;此时,要分别开启窗框(8)上邻 近并连通二风机的二种空气的进口 (39、 43、 116、 114)或出口 (34、 41、 36、 44)中的任 二个异名空气口内的已述空气阀,以及远离并分别连通二只风机和与上述二个异名口对应连 通并位于另一侧的另外二个异名空气口内的已述空气阀,此时,当启动二只风扇后,室外空 气(22)和室内空气(23)则分别从所述空气进口,进入各自的换热通道(30)和(31)内, 其中,室外空气既从窗框(8)或窗户(3)中吸收从室内散射到窗框或窗户中的能量,又通 过其间壁从流经室内空气换热通道(31、 305)或该通道和室内空气换热夹层(227)的室内 空气(23)中吸收该气从室内带出来的能量,然后携能量再经上述室外空气下出口 (34)上 出口或(41)进入室内;而室内空气则在释放出上述能量后再经上述室内空气上出口 (44) 或下出口 (36)进入大气内;〈3》、在上述几种窗户内安装空调机(1)后进行的强制换气过程:此时,需同时启动空调 系统的室内风扇(139、 158)、室外风扇(137)或该风扇和压縮机(136),则上述从室外空 气换热通道(30)或该通道和室外空气换热夹层(212、 249)内流出的室外空气(22)在进 入室内之前,还要在该风扇(139、 158)的继续驱动下,与该风扇经室内空气循环通道(148) 从室内吸入机壳的室内空气(23) —道流经室内换热器(149、 285),以便与流经该器的工 质进行热交换而进一步获取能量,最后才流入室内;与此同时,前述从室内空气换热通道(31、 305)或该通道和室内空气换热夹层(227)内流出的室内空气(23)在排进大气之前,还要 在该风扇(137)的继续驱动下与该风扇经室外空气循环通道(128)从室外吸入机壳内的室 外空气(22) —道流经室外换热器(5、 125、 290),并在与流经该器的工质进行热交换而把 它从室内带出的能量中的残存部分释放给工质后才排进大气中;以此实现对外排室内空气中 能量的充分回收;〈4〉、在上述几种窗户内安装回热空气换热器(57)后进行的强制换气过程:此时,需同 时启动已述风机(93、 137、 139、 158),则前述从室内空气换热通道(31、 305)或换热夹 层(227)流出的室内空气(23)和从室内直接吸取的室内空气(23)在风机(93、 137)作 用下进入该器的室内空气换热腔(62)内;同时,所述从室外空气换热通道(30)或其室外 空气换热夹层(212、 249)流出的室外空气(22)或直接从室外吸入的室外空气(22)也在 风机扇(93、 139、 158)作用下进入该器的室外空气换热腔(66)内,此时,室外空气即通 过上述二腔之间的间壁从上述已位于换热腔(62)内的室内空气(23)中吸收该气从室内带 出来的能量,然后再携该能量直接或间接进入室内;而上述室内空气(23)则在所述风机继 续作用下,在该换热器(57)内释放出所述的能量后再直接或间接排到室外;但若在窗内再 装有空调系统时,则上述二种空气还要按前述要求再分别与流经所述二换热器(5、 125、 290、 149、 285)内的工质进行换热后才进入室内和排入大气。

说明书全文

生态空调窗及使用方法

一、 技术领域:

发明涉及房屋及大型交通工具的窗户和玻璃幕墙(以下统称窗户),特别是生态空调 窗及使用方法。

二、 技术背景-

传统窗户具有矩形、圆形、椭圆形或凌形等外形,它主要由窗框、窗扇和其公知连接定 位件组成。窗框主要是由上框、下框和左右侧框等部分组成的中空框架式构件,并有单层和 双层两种结构, 一般都用合金、不锈或铝塑及钢塑型材制成;窗扇是用公知普通玻璃(包 括夹塑玻璃)板,或包围有扇框的玻璃板制成的透光件,它在窗框内可按单层、双层和多层 几种层数中的任一种进行设置,并有平开(即转动)、推拉(即滑动,包括平移和升降)或 平开和推拉混装这三种装配结构中的任一种开闭方式。另外,为了防止盗贼和害虫入侵室内, 在一般窗户内还加装有防盗栅或网以及窗纱扇(以下称纱扇);为了保护隐私、保温和装饰 目的,在窗户的室内侧一般还另设有织物窗帘或公知的百叶窗帘,有的窗户还在外侧装设巻 闸帘;该窗的特点是:开闭方便、视野宽广、视觉直观,能给室内提供充足的光明,在春秋 季室外空气新鲜时,可直接开窗通气,而且结构简单,制造容易,成本也很低廉。但是,在 夏冬季节,当利用开启窗扇或用排气扇对室内进行换气时,不仅会造成室内大量的能量流失, 而且在夏天由于阳光中的全部射线都能透过玻璃射入室内,其红外线还会使室内气温显著升 高;同时,由于普通玻璃隔热性能差,会在夏冬季出现大量的能量流失(大约为室内总能耗 的30%以上);另外,由于透光、透声和透电磁波,则其保密性能也很差;

目前,已在许多窗户中采用了可控透光的覆膜功能玻璃:即涂有塑料膜、金属化物膜 或金属膜的玻璃,以及中空充气或不充气双层玻璃。由前三种覆膜玻璃制成的窗扇具有在夏 天受阳光照射时能把85%以上的红外线反射回大气,而只让可见光透入室内的功能,其中, 涂有金属膜的窗扇还可以在冬天把室内的能量阻挡在室内,并可防止电磁信号外泄,而后者 则有很好的隔热性能。但这些玻璃仍然功能单一,尤其是都因透光而有无法保护可见隐私的 缺点;

为此,国外又开发了多种智能玻璃窗户(见"世界发明"1997年12期19页、1999年7 期19页、1987年9期15页、"科学画报"1985年10期28页等);其中,日本开发的电控 变色玻璃,其外观和普通玻璃一样,但在接入1.5伏直流电之后,能由透明逐渐变成不透明, 其透光率因通电时间长短而不同,可在10—85%之间变化,因而可任意掌握透入室内光线的 强弱,而要玻璃恢复透明时,则只需要另加一反向电压,所以节能与保密性能都好;美国开 发的结合有半导体隐形薄膜的防窃保密玻璃,当盗賊打破玻璃入室行窃时,其传感器就会发 出指令而启动扬声器报警;这二种玻璃的另一功能就是能防止射电信号从窗户处外泄;还有 一种结合有全息衍射结构(HDS)薄膜而利用阳光照明的玻璃窗,在阳光通过该膜时,能按 不同波长分开进行折射,因此可以清除夏天不需要的红外线,而只让可见光射入室内,同时, 还可以把可见光集焦成束,然后通过输光管道或反射镜传输到暗室内,以便用作照明光源; 但上述玻璃窗仍然功能单一,不是节能效果差,就是不能阻挡声波或电磁波信号的外泄;而 且,上述所有窗户都没解决在关闭窗扇后室内出现缺氧,空气污浊和病菌孳生的问题,若不 改进,这肯定会对人体的健康继续造成极大危害;另外,虽然把公知窗式空调或机装在窗 户上,能解决室内空气污浊问题,但是,这样做又会出现能量大量流失、破坏窗扇原有的开 闭功能、强度和窗户的外观,而且其噪音也使用户和近邻无法忍受;

日本曾开发出了一种"呼吸窗"(见世界发明1986年8期16页),其窗框有上框、中竖 框、中横框、下框和左右两侧框等部分,并用中空铝合金型材制成,在框内形成四周连通的 空气换热通道,在窗框的外侧表面粘贴有隔热层,并在该侧设有百叶窗帘,以此减少室内的能量流失;其窗扇用中空充气隔热玻璃板制成,并在其内层玻璃板的外侧表面涂覆有金属薄 膜,该膜在夏冬季可利用阳光对窗户的入射度不同,保证在夏天能把阳光中90%的红外线 反射到大气中,而只让70%的可见光透过,但到冬天,则能让全部阳光透入室内;在其窗框 内还设有冷温管,其迸口在下出口在上,中间途经上框和侧框;工作时,夏天通入冷水, 冬天则通入热水,室外新鲜空气从上端室外侧的进口引入窗框内腔,在与冷温水管平行并逆 向流动过程中与水进行换热,然后携其能量再从中框的出口进入室内。在此过程中,由温度 传感器和其控制系统调节水温和给水量,以此实现调节室内空气的温度和新鲜度;

该窗的优点是:可通过窗框向室内补充新鲜空气和辐射热能(即显热),其窗扇可以阻 挡室内的大部分能量向室外散失,故与普通玻璃窗比,既能透光调温,又具有较好的节能效 果。但是,其室外空气须由外部专设风机驱动才能进入室内,水温须由外部专设制冷和产热 设备进行调节,室内废气也须由外部的排气扇才能清除,这不仅会因此带走室内大量的能量, 而且还会因位于窗框内的冷温水管表面小,散热效率低而使上述功能不能充分发挥,另外, 它也不能调节室内空气的湿度,还需为它配备多种辅助空调设备同时工作才能满足现代居室 对室内空气的质量要求。但若这样做,又会使整套设备变得复杂而零乱,并要出现能量重复 消耗,而且安装这些配套设备又要占据室内较多的使用面积和空间;其中,己述空调机在安 装中还要破坏墙体的结构以及室内和房屋外观的视觉效果,甚至影响市容;而在使用时还要 消耗较多的商品(即一次性)能源,故设备购置费和使用成本都较高;此外,现有空调发出 的噪音及夏天排放的废热和冷凝水仍要对用户和近邻造成危害,加上这些空调设备种类多、 数量大,报废后一般又不易回收利用,定会加速对环境的破坏,所以,仍有必要对它们进行 改造和简化。

三、发明内容:

本发明的主要任务是:要开发出一种既有现有普通窗户一样透光性好、结构简单、实用 美观,并有高科技窗户(包括呼吸窗) 一样防盗和保密性能好,能隔离噪音、节能,又有与 己有空调设备一样,能对室内空气的新鲜度(包括氧气浓度)、清洁度和温湿度等指标进行 独立调节;而且,在制造时还能大幅度地降低材料清耗与生产成本;在安装时操作方便,不 象已有空调设备那样要占用室内的较大有效使用面积和空间以及要破坏墙体强度;在安装后 能与房屋外观和室内装饰协调;在使用时能大量减少商品能源的消耗,并且对住户和环境危 害最小,保证能给用户提供一种最舒适生存环境的新型生态空调窗户。

本任务的主要解决方案是:对已有窗户和玻璃进行结构改进与功能组合,以此开发出能 满足不同使用要求的窗扇;同时在窗户内设以下任一种结构的空气通道:

1〉、在窗框室外側的上端或下端任一处,开把室外空气换热通道与室外大气连通的室外 空气上进口或下进口,并在其内设空气控制通道通断;在窗框室内侧的远离上述进口端, 开该气的出口,由此把室外空气通道的该端与室内连通,并以此沟通室外空气进入室内的单 向输气的室外空气换热通道;

2〉、在窗框室外側上下二端,都分别开室外空气进口,由此把前述空气通道上下二端都 与室外大气连通;在其室内侧上下二端都分别开室外空气出口,由此把该空气通道上下二端 都与室内连通,并在各口内都装空气阀控制室外空气在通道内的流向,由此沟通室外空气分 别从外侧上下二端双向交替进入室内的室外空气可逆(双向)输气的室外空气换热通道;

同时,由整体或分体机壳、或它们的混合结构这三种结构之一和面板、或面罩、或窗裙 等覆盖件把以下八条所述辅助设备中的任一条所说的设备结合到窗户主体的边沿:

a、 公知风机和空调机的任一种;

b、 空调机和网络终端设备(以下简称网络终端);

C、回热空气换热器(以下简称回热换热器)、富氧器、负离子发生器、加湿器、加香器、 地温空调系统、空气加热器、太阳能接收装置、空气净化器(或空气清新器)、遮阳罩(即 防雨罩或灯箱)这十种辅助空调器具中的任一种和风机;

d、 上述C条所述十种辅助空调器具中的任一种和空调机;

e、 上述c条所述十种辅助空调器具中的任一种另加空调机和网络终端;f、 上述c条所述十种辅助空调器具中的任几种和风机;

g、 上述C条所述十种辅助空调器具中的任几种和空调机;

h、 上述C条所述十种辅助空调器具中的任几种,另加空调机和网络终端; 然后在各器具之间统一配备共用的动与传动装置,流体(包括空气)管路和通道、由

传感器等构成的共用电器检测及其控制装置、过载保护和显示器件,并且在必要时,还装设 收发讯装置以及由微机芯片等微电子器件构成的人工智能处理系统和远程检测与控制系统, 其中,上述风机均分别与室外空气换热通道或该通道和回热换热器连通,最后在机壳室内侧 用面板封盖,以此将它们与窗户主体集成为一扇功能齐全协调、结构紧凑、使用方便、外观 优美、并与房屋整体匹配,与环境融合的新型节能生态空调窗户整体。

为提高能量回收率,还应把上述窗框开发成既能排出室内污浊空气,又能回收该气中能

量或能量和氧气的换热结构;此时,可在上述窗框内再设一条由独立金属管或连体通道构成 的室内空气通道,它与原有室外空气通道平行紧邻,并由其共用的间壁分隔;同时,在窗框 室外侧上下二端也分别开室内空气的出口,由此把该通道的上下二端都与室外大气连通;在 其室内侧的上下二端都分别开室内空气的进口,由此又把该通道二端都分别与室内空间连 通,并在上述各进出口内都设空气阀,以此控制各口的开闭。其中,在室外空气进口内还装 空气粗滤器或富氧器,进而在分别控制二异名空气流向的同时,还对进入室内的室外空气进 行过滤或富氧处理。这样,即由室外空气的进口、出口和其换热通道构成经左右侧框进入室 内且流向可逆的(双向)室外空气换热通道,以及由室内空气的进口、出口和其换热通道构 成经左右侧框排到室外且流向可逆的(双向)室内空气换热通道。

在该窗户中,所述玻璃板为已有玻璃或透明塑料板,所述风机可以是公知结构,其中包 括轴流风扇,离心风扇或贯流风机、回热换气扇、离子风风扇等器件中的任一种或其任意几 种;为了隔热隔声,所述机壳和其它覆盖件(包括窗裙、面板等)都用导热系数小和吸振的 复合材料制造或包覆,机壳的室内側用面板覆盖;其中,机壳可以是整体结构,也可以是分 体结构(即制成上下左右等独立部分),或它们的混装结构,然后再由连接件在现场将其与 窗框或墙体固定连接;所述空调机是公知压縮式,吸收式或半导体致冷三种制冷方式中的任 一种,并且包括普通单冷机和机或直冷式和间冷式两种基本结构;其中,在压縮式空调 机中有压縮机、冷凝器(即室外换热器)、毛细管(或节流阀)、膨胀室、蒸发器(即室内换 热器)、室外风扇或风机、室内风扇或风机、风扇电机、空气过滤器等主要部件,并且,其 中内外二换热器既可以制成常规间壁式结构,也可以制成防盗栅式、或花窗式结构、或与窗

裙组合成附壁式结构,以及由上述结构组合而成的混装形式;另外,当空调机为热泵机时, 则还设有换向阀和电磁操作阀;所述吸收式空调机的结构与上述空调机结构的主要区别在 于:它是以公知发生器和吸收器作驱动元件,并用热能直接驱动;所述空气回热换热器(简 称回热换热器或回热器)也是间壁式的结构(但也可以是蓄冷器等贮能式结构),并有显热 空气换热器和全热空气换热器二种基本结构形式,前者有壳管式、套管式和板翅式或板式等 结构形式,并且都是在该器内设有许多互相邻近又互为间隔的室外空气换热腔和室内空气换 热腔,在两腔之间由其共用的间壁分隔,当两股空气在各自的腔内流动时,便会通过该间壁 由较热的空气向较冷的空气释放热能(即显热),因此,通过该器在夏天可以用排至室外的 室内污浊干冷空气冷却吸入室内的室外新鲜湿热空气,而在冬天,则可由较湿热的室内污浊 空气加热该室外新鲜干冷空气。另外,若所述间壁是用能透过水蒸汽的微孔材料制造时,则 还可以由该器交换湿度(即潜热),此时,该器便成为全热(即显热和潜热)交换器;所述富 氧器,可以是由公知的氧分子筛、或氮分子筛或磁性多孔材料制成的公知变压吸附式富氧装置, 也可以是由微孔透氧膜或液体隔膜制成的公知过滤式富氧装置这五者中的任一种(见"世界发 明"1999年12期16页,国外科技消息1993年14期10页),并且,其空气进口端直接或经

室外空气循环通道和其进出口与大气连通,其氧气出口直接或经窗框、或室内风扇(专用风机) 或空气循环通道与室内连通;所述地温空调系统是公知的由载体(冷媒)直接或间接地把贮存 在地下土层、岩层、河水、池水(包括预先存在地下水池中的水)等中的能量输出,然后,直

接或再通过未端换热装置来对室内空气进行调节的装置;所述太阳能接收装置是已有太阳能接收设备中的任一种或是本专利中所描述的结构,前者包括在冬天把阳光导入室内直接用于 加热室内空气和照明的装置,或是先用阳光加热载体(即水或空气等流体),然后把载体输入 室内或再由它直接或通过未端换热器间接地调节内室空气的设备。在上述二种设备中,若其 载体是水等流体时,则只能用它调节空气温度,若是室外空气时,则既可向室内补充能量(即

热量和冷量)、调节温度(即显热)和湿度(即潜热),也可同时向窒内补充新鲜空气或氣气; 所述空气净化器,由公知空气精滤器和空气消毒灭菌器及除臭装置组成;上述负离子发生装 置、加湿器、加香器和遮阳罩也都是公知结构;上述空气阀可以是蝶阀和止回阀等公知结构, 也可以是本发明的实施例中描述的结构,其开闭方式可以是手动、自动、遥控或其混合方式。 组装该空调窗时,若把室内风机装在室外侧时,则由其出气端与窗框上邻近的室外空气 进口连通,当装在室内側时,则由其进气端与窗框上邻近的室外空气出口连通,由此便沟通 室外空气单向进入室内的室外空气强制输气换热通道;但若把室外风机的安装方向按上述安 装结构翻转,并与窗框上的室内空气进出口连通,则又沟通室内空气排到室外的室内空气强 制输气换热通道;若装有太阳能接收装置和遮阳罩时,二者既可分别制造,然后组装成一体, 也可以合并制成一体而安装在窗户室外侧,并由其窗框或与窗框连接的升降(包括垂直或旋 转升降)机构与墙体固定。其中,对太阳能接收设备,其能量或载体的输出端应与窗扇或其 室外空气进口对照或连通;同样,若设有空气加热器(即末端换热器或暖气片组时,则应安 装在室内側的窗户之下或是进入室内的空气通道内;若设有地温空调系统时,则其载体输送 管道应安装在窗下墙体的任一侧,其能量输出装置(即末端换热器或前述室外空气的出口端) 应装在墙体的室内侧,而其能量吸收与贮存装置则应设在房基附近的地层或水源中;所述空 调机的二只换热器,则应按下述装配结构中的任一种形式安装:

a、 对常规间壁式换热器,分别安装在机壳内中隔板的室内和室外二侧,其中,室外换热 器还可安装在遮阳罩之下;

b、 对花窗式或防盗栅式换热器,应分别装在窗户内外二侧,并且内外二者之间须有窗扇 分隔;

L对附壁式换热器,可以按整体或分体结构制造后装在窗框外周边的墙体内外两側,并 与窗框或窗裙连成一体;

d、混装结构,它是上述三种结构的任一种组合形式,以便适应一些特殊形状的窗户或窗 洞安装需要。

对常规结构的换热器,须由风机进行强制换热,而对其余结构的则可靠空气自由对流和 辐射传热进行换热;同时,对空调机内的其余部件和其它空调器具,应由与窗户外形和内部 结构相匹配的机壳将它们装在窗户边沿。其中,空调机中的压縮机(对吸收式空调机则为发 生器和吸收器)、风扇电机、换向闽、电磁操作阀和其它耗能器件,应安装在机壳内的室外侧; 对空气过滤器以及已述加湿器、加香器、富氧器、负离子发生器、其它功能部件和微机芯片 等微电子智能处理系统, 一般应安装在机壳的室内侧,两側之间由墙体或由用隔热材料制成 的中隔板分隔。另外,若设有空气回热换热器时,则须将它穿过整体机壳的中隔板安装在机 壳一边内外两侧的空间内。此时,在机壳室外侧邻近回热器的一边,应开室外空气分别经机 壳和该器进入室内的进口;而在机壳另一边,则开把室外空气排到室外的空气进口,在该側 中部,开把室外空气和室内空气排到室外的空气总出口,并由后述进口和总出口与机壳内室 外侧的空间构成位于机壳外侧的公知空气循环换热通道;在机壳室内側面板的左右两边,亦 开有室内空气直接或经该回热器排进大气的进口,在该側中部及其邻近部位,也开有室内^ 气进入机壳内的进口和室外与室内空气进入室内的总出口,由此又与机壳内側的空间共同构 成位于机壳室内側的公知空气循环换热通道。此时,前述回热空气换热器的室外空气进口即 位于中隔板的外侧,并通过空气过滤器或富氧器与机壳室外侧较邻近的已述室外空气进口连 通,而该空气的出口即位于中隔板的室内侧,并与窗框上邻近的室外空气进口连通,或直接 与室内风扇的吸气空间导通;该器的室内空气进口也位于机壳室内側,并与面板上的任一邻 近的室内空气进口对照连通,而其空气出口位于室外侧,并与窗框上邻近的室内空气进口通 道或与室外风扇的吸气空间对照导通。本发明的另一任务是提供使用生态空调窗的正确方法,即在春秋季室外空气新鲜时,本

窗可与普通窗户一样,通过开窗依靠室外与室内空气的自然对流进行自由换气;而在关闭窗 户后,仍可靠内外二种空气的密度或重力差经窗框内的通道和窗扇之间的夹层进行自由换气,

或靠风扇驱动对上述通道和夹层进行强制换气,其具体使用方法是:

在自由换气时,对已述单通道单向输气的室外空气换热通道:只需开启其进口内的空气 阀,就可在夏天或冬天依靠室内和室外空气之间的重力差而让室外空气流入室内;对上述单 通道的可逆输气室外空气换热通道:若在冬天,可开启室外侧窗框下端的进口和室内側窗框 上端的出口,在内外空气之间重力差作用下,室外新鲜冷空气会自动从下端进口进入侧框的 室外空气换热通道内,在从窗框中吸收由室内散射到框内的热量(显热)而升温后,再从窗 框上端的出口流进室内;若在夏天,则开启室外侧窗框上端的进口和室内侧窗框下端的出口, 室外空气也会自动地从上端进口进入側框的该空气换热通道内,在从窗框中吸收由室内散射 到框内的冷量(显热)而降温后,再从窗框下端的出口流入室内;对前述有双通道双可逆输 气的换热通道:在冬季进行自由换气时,应开启窗框室外側下端的室外空气进口和室内空气 出口,以及窗框室内侧上端的室外空气出口和室内空气进口,此时,室外空气和室内空气便 会自动地从各自的进口进入侧框内的同名空气换热通道内。其中,室外新鲜干冷空气会吸收 窗框和室内空气中的热能而升温,然后,再从其室内侧上端的出口流入室内,而室内污浊湿 热空气则在其室内空气换热通道内释放出所携带的热能后再从室外侧下端的出口排到室外; 在夏季则相反,要开启室外侧窗框上端的室外空气进口和室内空气出口,以及室内侧窗框下 端的室外空气出口和室内空气进口。此时,室外新鲜湿热空气和室内污浊干冷空气便会自动 地从各自的进口进入窗框中的各自换热通道内。其中,室外空气将从窗框和室内空气中吸收 冷量而使自身降温,然后再从室内側下端的出口流入室内,而室内污浊干冷空气则在释放出

所携带的冷量而升温后,再从室外侧上端的出口排到室外。所以,通过该窗框可以在不消耗 商品能源的情况下,就能对室内实现自动换气和回收以前因窗框传热和换气时从室内流失的 能f 。

i任何季节进行强制换气时,都应开启连通风机的邻近室外空气进口或出口和该通道中 远离风机端的室外空气出口或进口,在风扇驱动下,室外空气即从室外侧的进口进入其空气 通道内,并吸收室内散射到框内的能量(冬天为热量,夏天为冷量)后被风机直接送入室内, 其中,若配装有制冷系统时,则还要在与室内换热器换热后再进入室内,另外,若是通过有 双空气换热通道的换热结构换气时,则同时还要开启连通室外风扇的室内空气的进口和出口, 并在该扇驱动下同时有室内空气流入其同名空气换热通道,并在通过该通道与室外空气换热 通道之间的间壁把它从室内带出的能量释放给室外空气后,再由风机直接排入室外大气,或

再在流经室外换热器时与流经该器的工质进行换热后排进大气。所以,使用该窗户时不仅可 以通过窗框向室内自动补充新鲜的室外空气,排出室内污浊空气,而且还可以由此同时回收 室内因窗框部位传热和换气时而散失的能量(显热或全热)。另外,若配装有空调机或其它辅 助空调设备时,则还可以借此对室内空气的温度、湿度进行调节,以及对进入室内的室外空 气和室内空气进行过滤、除臭、灭菌、加湿或除湿、补充氧气和负离子等处理。

本发明的另一解决方案是:在窗内除设有前述换热通道的窗框和有综合功能的坡璃窗扇 组外,还在与多于一层窗扇或窗扇玻璃板之间的至少一个狭窄空间上下两端对照的窗框内周 壁,各开一个把该空间上下端与框内的室外空气换热通道连通的连通孔或该孔和其过渡管(以 下合称连通孔),以便构成一条单向或可逆输气的并与左右侧框(包括中竖框但以下统称侧框) 内的室外空气换热通道为并联结构的室外空气换热夹层,这样,该夹层便与所述换热通道构 成有单夹层的室外空气输气系,并使窗户成为有单夹层单输气系的透明回热空气换热结构。 以此把该窗开发成能满足已装公知空调设备的厅室依靠本窗进行高效换气和回收能量需要的 独立设备。

对本任务的改进是:当窗框内设有双换热通道,且窗框内的窗扇或窗扇玻璃板(统称#

扇)又多于二层时,则使该窗成为有以下任一种结构的透明输气回热空气换热结构:

a、当在窗框内所装窗扇坡璃多于二层时,则在该三层坡璃之间形成二个平行和紧邻的狭窄空间,把其中一个狹窄空间制成前述室外空气换热夹层和前述单夹层室外空气输出系,并 在与其中另一个狭窄空间相对照的窗框上下两端内周壁面,也各开一个把该空间两端与框内 的室内空气换热通道连通的室内空气连通孔,由此又构成一个流向可逆的室内空气换热夹层。 因为该夹层也通过上下窗框内的同名空气换热通道与位于窗框内外两侧的同名空气进口和出 口连通,所以,它也形成了与左右側框内的室内空气换热通道为并联结构的室内空气输气支 路。并与该通道共同形成一条有单夹层的室内空气输气系。这样,便由该系和前述室外空气 输气系又进一步地共同组成了有双夹层和双输气系的透明输气回热空气换热结构。

b、当在窗框内所装窗扇多于三层时,则在其中四层窗扇之间形成三个平行紧邻的狹窄空 间,若把其中至少一个狹窄空间按已述结构开发成流向可逆的室外空气换热夹层,把剩余的 至少一个狭窄空间按已述结构开发成流向可逆的室内空气换热夹层,并且两种异名夹层互为 间隔地交错排列。由于上述各夹层能分别通过窗框内的同名空气换热通道与位于窗框内外两 侧的已述同名空气进口和出口连通,所以,在上述三个空气换热夹层中可分别形成一条有至 少一个室外空气换热夹层的室外空气可逆输气系,及一条有至少一个室内空气换热夹层的室 内可逆空气输气系,并由上述二输气系进一步地共同组成有三夹层和双输气系的透明输气回 热空气换热结构。

C、当在窗框内不仅设有由至少二层窗扇或其坡璃板组成的至少一条流向可逆的已述任一 空气换热夹层以及由该夹层和窗框内的同名空气换热通道构成的单夹层输气系,而且还在该 夹层内均匀地安装有若干金属空气换热管(包括扁管、异形管和翅片管),且该管的两端分别 与上下框内剩余的另一条空气换热通道连通,因而又构成与左右侧框及中竖框内剩余的同名 空气换热通道为并联结构的栅式同名空气换热通道和其可逆空气输气系,这样,即由上述二 条输气系共同组成防盗栅式(简称栅管式)混合透明输气回热空气换热结构。 .

d、当用两端开口的扁管式中空坡璃板取代前述任二层窗扇时,则扁管的内腔即成为已述 室外空气或室内空气的换热夹层,这样,便由它和其输气系与前述由二层普通窗扇形成的空 气换热夹层和其输气系共同构成扁管式混合透明输气空气换热结构。

由于上述换热夹层都分别与窗框内的同名空气换热通道上下端连通,所以,空气在其夹

层内流动的方向始终能分别与在其侧框内流动的同名空气保持一致,因此此种窗户的使用方 法与前述有双空气换热通的窗户使用方法亦相同,但由于二种夹层都有比各自的换热通道大得多的流动截面和换热表面,故该窗在换气时空气的流量将会成倍的提高,并能把以前因窗

户传热和换气造成的能量损失降到最低值;同时,又由于窗扇的层数增加和窗扇玻璃的隔热 性能提高,以及它具有的可控透光特点也能保证减少能量损失,所以,在本改进办法中描述 的窗户将具有最好的节能效果。

在上述透明输气回热空气换热结构中,位于内外二窗扇之间的中层窗扇应采用导热性能 良好的坡璃制造,以此提高内外二种空气在流经各自换热夹层时的显热交换效率,或采用能 透水蒸汽的微孔导热玻璃板等材料制造,使其既可交换显热又可以交换潜热,保证在冬天能 利用排到室外的污浊湿热室内空气处理进入室内的新鲜干冷室外空气,使后者在升温增湿后 再进入室内;而在夏天则能利用排到室外的污浊干冷室内空气处理进入室内的室外湿热新鲜 空气,使后者携带的显热和水汽(潜热)在被室内空气充分吸收而降温和减湿后再进入室内, 以此保证使要流失的能量能全部被回收。同时,当窗扇多于二层时,还可以用强度和弹性均 佳的透明塑料薄板等材料取代位于其中间的或内层的窗扇,以便简化结构、降低成本和方便 使用。

由于上述有透明回热空气换热结构的窗户的自由换气过程是依靠居室内外的空气重力差 产生的空气对流作用而自动进行的,所以可不配设驱动风机,因此也不须消耗电能。但若需 要对室内加大换气速度,进一步提高因从窗户处和换气中而流失的能量的回收率,或实现对 室内空气的温度、湿度、清洁度等指标进行主动调节时,则仍需要把前一解决办法中所述的 八条所述空调设备中的任一条按已述要求结合到本窗框内或其外沿的内外两側,并由整体或 分体机壳、窗裙和其它覆盖件将其与本窗集成结构紧凑的有机整体。以此保证该窗能既不减 少窗洞的透光面积,又具有完善的换气、回热与空气调节功能。对本发明的另一改进是:当在窗户边沿装有空调机时,则应在其内外二只换热器之间或 在室内换热器与回热换热器之间设冷凝水节能装置,且它是蒸发式或喷淋式二种结构之一。 其中,喷淋式主要由聚水盘、微型水泵或鼓风机和文式管、喷头以及它们的连通管组成。由 于冷凝水中贮存有大量冷量(即全热),所以,由风机或水豕抽取集水盘从室内换热器搜集的 冷凝水,然后通过喷头或蒸发屏散布到窒外换热器的表面和其换热空间内就可以冷却流经该 器的工质,或喷入回热换热器的室内空气换热腔内,就可以用它冷却进入室内的室外空气, 以此实现回收因把空调机的冷凝水直接外排而损失的能量。

对本发明的最后改进是:前述位于公知窗框换热通道内的冷温水管由地温能(水或空气 等)载体盘管取代,并且安装在该通道或其输气系的中下端,在夏天通入经地温(包括地层、 池水或河水等)处理的冷载体,而在冬天则通入经地温和太阳能处理的热载体。同时,也可 把公知半导体致冷器装在上述通道或夹层内。上述二种结构既可向室内提供调节室温的能量, 又可加速该通道和夹层内空气在换气时的流速。

四、附图说明:

图1是一种设有遮阳罩式太阳能式接收装置和地温水空调系统等器具的单层窗扇生态空 调的室内側主视图,图2是该窗室外侧主视图,图3是该窗的A—A剖视结构,图4是该窗的 B—B局部剖视结构,图5是其C—C剖视结构,图6是其D"D剖视结构,图7是其遮阳罩式 太阳能接收装置的H—H剖视结构,图8是其I一I剖视结构,图9是其J~~J剖视结构,图 IO是用于该窗主窗框的型材断结构,图ll是其下框中部的K一K断面图,图12是其上窗框 中部的断面结构,图13是其下窗框的L—L断面图,图14是该下框的M—M断面图,图15 是上框左右二边的断面图,图16是该窗I处的局部放大图,图17是该窗框的N—N断面图, 图18是遮阳罩式太阳能接收装置的0"0断面图,图19是一种用双片覆膜坡璃板制成的中空 隔热、隔声、阻磁智能窗扇的结构图,图20是一种回热空气换热器(即回热换热器或热器) 的外观斜视图,图21是该器的P—P剖视图,图22是该器的0^)剖面图,图23是用于该器 的普通波紋板间壁的结构,图24是一种微孔导热波紋板间壁,图25是该波紋板的表面结构, 图26是该窗空气进出口用的一种电动常开空气阀,图27是其空气进出口用的一种电动常闭 空气阔,图28是一种地温水空气调系统的简图,图29是一种地温空气节能输气系统,图 30是一种电热膜空气加热器的断面结构,图31是该空调窗在夏季由窗框进行自由换热时空 气流程示意图,图32是该窗在冬季晴天由其窗框进行自由换气时的空气流程图,图33是该 窗在冬季夜晚和阴天由窗框进行强制换气时的空气流程图,图34是该窗在冬季晴天进行强制 换气时的空气流程图;图35是一种有室外空气换热夹层和双层或单层窗扇的生态空调窗的主 要结构及在夏季进行自由换气时的空气流程图,图36是该窗主体部分的A—A剖视结构,图 37是其窗框用型材断面图,图38,该窗下框的E—E断面,图39,该下框的F—F断面,图 40该下框的G"G断面,图41是该窗在夏季进行强换气时的工况与空气流程图,图42,该窗 在冬季晴天进行自由换气时的工况与空气流程图,图43是一种用扁管玻璃板制成窗扇的单层 生态空调窗的结构与夏季进行自由换气时的空气流程图,图44,该扁管坡璃板的竖向剖视结 构,图45该窗主体的A_-A剖视结构;图46, 一种有双空气换热夹层的生态空调窗的左侧剖 视结构和在夏季晴天进行自由换气时的空气流程图,图47,该窗主体的A—A剖视结构,图 48 —种有双空气换热夹层和混合窗扇组的生态空调窗的右侧剖视结构和夏季进行强制换气 时的空气流程图,图49该窗主体的B—B剖视结构图,图50该窗的C"C剖视结构图,图51 是用于上述有制冷系统空调窗中的空气引射式冷凝水节能装置的结构图;图52另一种设有地 温水空调装置的生态空调窗的室内侧主视结构图,图53是该窗在自由换气时的A—A剖视图; 图54是该窗进行强制换气时的空气流向图,图55,该窗主体的B—B剖视结构图,图56, — 种用地表水作能量来源的开式地温水空调系统的结构图;图57是二种装有矩形扁管玻璃板窗 扇的生态空调窗的室外側主视图,图58该窗的A—A剖视结构图,图59该窗主体的B—B剖 视图,图60是用于上述空调窗中的中层窗扇的上下二端的旋转结构,图61是另一种装有双 层扁管坡璃板窗扇的生态空调窗的右侧剖视结构,图62是该窗的B—B剖视结构图;图63 是一种设有防盗栅管空气热交换器(或称通道)和附壁空调设备的生态空调窗的室内側主视图,图64该窗室外側主视图,图65,该窗的A—A剖视结构图,图66该窗的B—B剖视结构 图,图67,该窗主体的C—C剖视图。 五、具体实施方式:

为了清楚地说明本发明的结构和其使用方法及效果,以下将公开若干相关附图和其说明。 其中,若有由小点线组成的箭头时,则代表室外空气(包括氧气)的流动方向,有细实线构 成的箭头时,则代表室内空气的流动方向,有粗虚线箭头时,则代表室外空气在回热换热器 的室外空气换热腔内的流动路线,有由粗实线箭头时,则代表室内空气在该器的室内空气换 热腔中的流动路线;同时,其空心箭头代表由室外空气与室内空气混合后组成的混合空气的 流动方向,半边箭头代表制冷剂在其管路中的流动方向,而圆点则表示空气是从内向外流出, 圆圈表示空气是从外向内流进。另外,图中的结构图形和附图标记一般只在其在前附图中进 行说明,若在其在后附图中重复出现而又无说明时,则应从其在前附图和相关说明文中査找。

附图1至34描述了一种设有遮阳罩式太阳能接收装置和地温水空调系统等器具的单层窗 扇生态空调窗的主要结构及其使用方法。(实施例一)。

图1:该窗的热泵式空调机(1)和其辅助空调器具都由机壳和其面板(2)等覆盖件与 窗户主体(以下简称窗户)(3)的下端结合成一体(即下置式)。

图2:描述了窗户(3)从室外侧向内依次安装有伸缩式百叶窗帘(4)、防盗栅式室外换 热器(5)、纱窗扇(6)、中空充气或真空覆膜玻璃窗扇(7),以及安装在窗框(8)室外側顶 部的遮阳罩式太阳能接收装置(9)和安装在窗框下端机壳(10)内的部分空调部件室外侧的 外观结构。

图3:描述了窗户(3)、机壳(10)、安装在机壳内的空调机(1)和其辅助空气调节器 具的部分部件,以及安装在机壳之下地温空调系统中的末端换热器的换热片组(俗称暖气片 组)(11)、电热膜空气加热器(12)与窗户和墙体(13)的装配关系。其中,遮阳罩式太阳 能接收装置(9)由其螺杆升降机构(14)的升降螺杆(15)将它固定在窗户和墙体的室外側, 空调的室外换热器(5)为防盗栅式结构,并与窗框(8)直接连接固定。

图4:描述了窗户(3)和窗裙(16)室外側右边的断面结构及它与升降机构(14)和墙 体(13)的装配关系。图中示出了升降机构的螺杆(15)和导向槽(l?)。 '

图5:描述了窗框(8)、左右转扇(18)、中窗扇(19)三个主要组成部件以及防盗栅式 室外换热器(5)、纱扇(6)和伸缩式百叶窗帘(4)的水平断面结构。其中,所有窗扇都用 中空隔热坡璃板制造,并由中竖窗框(20)定位。图中双点划线表示上述面板(2)和机壳(10) 的外形。

图6:描述了在其下置式机壳(10)内安装的空调机主要部件、辅助空调器具和用于该 空调窗的自动检测、控制系统(21)等之间的水平装配关系,以及该窗在夏天进行强制换气 时其室外空气(22)、室内空气(23)和它们的混合空气(24)在机壳内的流动路线。图中(25) 为固定升降螺杆(15)用的支座。

图7:描述了主要由太阳能集热箱(26)和遮阳罩(27)构成的遮阳罩式太阳能接收装 置(9)的垂直断面结构。其中,集热箱(26)用于收集阳光和加热空气,并与遮阳罩共同为 居室遮阳挡雨和防止噪音及热气侵忧邻居。

图8:即上述升降机构(14)的俯视结构(参见图3及其说明)。

图9:描述了控制与支撑遮阳罩式太阳能接收装置(9)的升降螺母(28)与升降螺杆(15)

和导向槽(17)的装配关系,而且其移动位置由行程开关(即工位传感器)(29)控制。• 图10:在窗框(8)的内部制有室外空气换热通道(30)、室内空气换热通道(31),并在

其室外側制有延伸部(32)。

图ll:在下框(33)中部的室内空气换热通道(31)的室内侧側面或底面,设有把室外

空气换热通道(30)与室内或室内风扇吸气空间连通的室外空气下出口 (34)和过度管(35);

在该面的室外侧设有室内空气下出口 (36)(参见图3);并在延伸部(32)顶面,开有与垂

直安装的室外风扇排气端对照的混合空气垂直出口 (37)。

图12:在上框(38)中部的延伸部(32)室外側侧面,开有室外空气上进口 (39),并通过水平过渡管(40)和该口把室外空气换热通道(30)与室外大气连通;在其室内侧的壁面, 开有室外空气的上出口 (41),并通过另一水平过渡管(42)和该口把室外空气换热通道(30) 与室内空间连通。

图13:在下框(33)的延伸部(32)的室外侧顶面,也开有位于机壳室外侧空气循环適 道内的混合空气垂直出口 (37)。

图14:在下框(33)左边的延伸部(32)外側面,开有室外空气的下进口 (43),并通 过渡管(40)和该口把室外空气换热通道(30)与室外大气连通。

图15:在上框(38)左右两边的延伸部(32)内,设有水平过渡管(40),并由此把位 于延伸部室外侧侧面的室内空气上出口 (44)与室内空气换热通道(31)连通;在该框的室 内侧,设有凸出侧面的过渡弯管(45),由此把室内空气换热通道(31)与位于所述弯管外端 的室内空气侧进口 (46)连通(参见图1)。

图16:在窗扇(7)与窗框(8)之间的结合部设有密封条(47)。

图17:描述了位于窗框下端和面板(2)右边的一个室内空气侧进口 (48)和右侧框(49) 的结构,室内空气(23)从此口进入窗框的室内空气换热通道(31)内。同时,在面板(2) 左边也设有结构与此相同但反向的进口 (48)和側框(49)。

图18:是遮阳罩式太阳能接收装置(9)的升降螺母(28)与太阳能集热箱(26)、遮阳 罩(即集热箱的支承结构)(27)、窗裙(16)和粘贴于墙体外侧的隔热层(50)的装配关系, 其中螺母由螺钉"l)与集热箱和遮阳罩固定,并通过滑钩(52)与已述导向槽(1?)(参见 图4和图9)配合。

图19:所述阻磁智能玻璃窗扇(53)由外层夹塑增强覆膜玻璃板(54)、内层防窃保密 坡璃板(55)和坡璃围框(56)组成,并在其夹层内充入惰性气体(氩)或抽成真空。

图20:在回热空气换热器(57)的室外侧右边壁面开有若干室外空气进口 (58),在其 室内側左边表面开有若干室外空气出口 (59),在该側表面右边开有若干室内空气进口 (60), 在该側的左边侧壁开有若干室内空气出口 (61)。

图21:回热空气换热器的室内空气换热腔(62)的四周由外壳(63)包围,在腔内设有 长折流板(64),位于该腔底面和顶面的间壁由普通波紋板(65)构成,并由其进口 (60)和 出口 (61)将该腔与外界沟通。图示粗实线箭头描述了室内空气(23)在该腔内的流向。

图22:在回热空气换热器的室外空气换热腔(66)内设有两短折流板(67),并由其 空气进口 (58)和出口 (59)将该腔与外界和室内连通。图示点线箭头描述了室外空气(22)

在该腔内的流向o

图23:回热空气换热器内的普通波紋板间壁(65)用导热性良好的板或铝板制成,并 由它构成分隔室内空气换热腔(62)和室外空气换热腔(66)的间壁。

图24:当用微孔导热波紋板间壁(68),取代前述波紋板间壁(65)时,则回热空气换热 器(5"7)可以进行全热交换(即同时交换显热和潜热)。

图25:在微孔导热板材的表面,有无数微观小孔(69),该孔只允许水蒸汽透过。

图26:所述电动常开空气阀(70)由常开栅(71)、电磁线圈(72)、复位压簧(73) 组成。其中,常开栅门(71)上的空气孔(74)与窗框(8)上的空气孔(75)对照,并由它 把窗框外的空间与阀内的阀腔(76)沟通。但在向线圈(72)通电后,线圈就拖动栅门的尾 杆(77)右移,因而能靠栅门上的壁(开闭件)(78)关闭窗框上的空气孔(75)。

图27:所述电动常闭空气阀(79)的结构与常开空气阀(70)的区别仅是:平时窗框(S) 上的空气孔(75)正好被常闭栅门(80)上的壁(78)封闭,以此把窗外的空间与其阀腔(76) 隔离,而在向线圈通电后,栅门(80)上的空气孔"4)才与窗框上的空气孔(75)对照导 通,进而把阀腔(76)与外界沟通。

图2S:地温水空气调节系统(Sl)有未端换热器(11)、地下冷端水池(82)、地下热端 水池(83)以及连通冷热水池的换热管束或列管(84)和水管管路(85)等部分。其中,末 端换热器(11)可以是公知的管翅式或壳管式等气液换热器中的任一种;所述管路(85)包 括位于冷端水池上的抽水泵(86)、该泵的进水管嘴(87)、回水管嘴(88)及安装在进水管嘴上的过滤器(sg)、截止阀(go)和其连接水管(gi)等部分。

图29:地温空气节能输气系统(92)由离心风机(93)、公知空气清新器(94)、有空气 进口的地下室或地下通道(包括山洞等)(%)、输气管(恥)、进气管(9?)等结构组成,用 它对室外空气(22)进行处理(夏天冷却、冬天加热),然后把该气直接输入室内或导入空调 窗的室外空气输系内,用于调节室温。图示点线箭头为窒外空气的流向。

图30:电热膜空气加热器(12)有耐热隔热材料(即泡沬坡璃板等)衬板(98),结合 在该衬板表面并由导电涂料膜或金属膜构成的导电发热膜(99)。

图31:在说明有单层窗扇的空调窗在夏季由窗框(8)进行自由换气时的空气流程时, 为了方便看图和说明,窗户的左右侧框(49)只画出了其断面简图。其中,电热膜空气加热 器(12)粘结在隔热墙体(100)的室内侧。遮阳罩式太阳能接收装置(9)位于窗户室外侧 顶部的一工位。此时,其室内侧的空气进出口 (101)与上框的室内空气上出口 (44)对照, 而该框的室外空气上进口 (39)则直接通大气或与太阳能集热箱底部的下腔(102)内侧的空气 进口 (103)对照(参见图2、 3、 7)。此时,阳光(104)则可以小入射角透入太阳能集热箱 (2e)的集热腔(即上腔)(105)内,对进入该腔的空气进行加热,并以此产生抽吸力来加 速进入窗框内的室内空气的外排速度。该图中未画出位于机壳(10)内的空调设备。

图32:该空调窗在冬季由其(整体单层)窗框(8)进行自由换气时。先通过手动或由 微机芯片等构成的智能处理系统操纵升降机构的螺杆(15),把遮阳罩式太阳能接收装罩(9) 下降到与下框(33)齐平的三工位,保证太阳能集热箱(26)内侧的空气进出口 (101)与下 框上的室外空气下进口(43)对照。此时,阳光(104)将以大入射角照射窗扇和玻璃盖板(106), 因此,除了有透过窗扇的阳光直接加热室内空气和透过盖板的阳光加热经集热腔(105)进入 室内的室外热空气外,还有反射光(107)也透过窗扇直接加热室内空气并用于照明。

图33:该空调窗在冬季夜晚和阴天进行强制换气时,其遮阳罩式太阳能接收装置(9) 位于窗顶的二工位,其内側空气进出口 (101)与上窗框室外侧的室外空气上进口 (39)对照。

图34:该空调窗在冬季晴天进行强制换气时,所述遮阳罩式太阳能接收装置(9)又下 降到与下窗框(33)齐平处的已述三工位。

图1至30描述的生态空调窗主要包括窗户(3)、机壳(10)、其主要部分装在机壳内的 压縮式空调机(1)以及其它已述部分辅助空调器具、该窗的电器检测控制系统(21)及其显 示器(10S)、过载保护装置(109);在需要时,还可在墙体室内侧窗户之下(或空调机室内风 扇的排气通道内)装设电热膜空气加热器(12)或集中供热网(110),以及地温水空调系统 (81)的换热器(ll),在该側顶部装设窗帘盒(111),在室外侧的窗框内装设伸縮式百叶窗 帘(4),在该侧顶部装设遮阳罩式太阳能接收装置(9)和该接收装置的升降机构(14)以及 无线上GSM网的接收与发射天线(112)。其中,天线可与由计算机芯片等逻辑元件构成的人 工智能处理系统(113)连通,以便对本窗进行远程控制、报警和通讯。

上述窗户(3)主要是由单层中空窗框(8)、窗扇(7)、纱扇(6)和把窗框与墙体(13) 固定的隔热窗裙(16)组成。其中,窗框主要由下框(33)、上框(38)、左右侧框(49)构 成的贯通中空矩形组件,并在其全周内部都设有室外空气换热通道(30)及室内空气换热通 道(31), 二者之间平行紧邻,并由其共用的间壁分隔。同时,在下框(33)室外侧的左右两 边,各开有把室外空气换热通道(30)与室外大气连通的室外空气下进口 (43);在该侧正面 或底面,开有把室内空气热通道(31)与室外大气或机壳室外侧的空气循环通道连通的室内 空气下出口 (36);在该端室内侧中部底面,开有通过垂直过渡管(35)把室外空气换热通道 (30)与室内空间直接或间接连通的室外空气下出口 (34)(参见图11和31);在该側底面 的左右两边边沿,开有室内空气下进口 (114),而且由它与位于机壳(IO)内的过渡弯管(115) 和位于面板(2)左右两边侧面的室内空气侧进口 (48),把室内空气换热通道(31)与室内 空间连通(见图1、 17和31)。同样,在上框(38)室外側中部,也开有把室外空气换热通 道(30)与室外大气连通的室外空气上进口 (39),在其左右两边边沿,各开有把室内空气换 热通道(31)与室外大气连通的室内空气上出口 (44)(参见图2、 15和31);在上框室内侧 中部,开有连通室外空气换热通道(30)和室内空间的室外空气上出口 (41),在其左右两边,各开有室内空气上进口 (116),且该口由凸出窗框的过渡弯管(45)和位于窗户顶部左右两 边侧面的室内空气侧进口 (46)与室内空间连通,以此便分别沟通室外空气和室内空气在窗 框(8)内进行换气时的空气流动通道。若必要时,在上述室外空气的进口内都装空气精滤器

(117),在所有进口和出口内都装常开空气阀(70)或常闭空气阀(79)中的任一种,以此 分别控制窒内和窒外空气在各自通道内的流向。

本例的窗扇(7)为单层,并由左右转扇(18)、中窗扇(19)组成,为了隔离蚊虫,还 在室外侧装了纱窗扇(6)。上述窗扇都用双层真空或充(氩)气的覆膜中空隔热、隔声、阻 磁智能坡璃板(53)制成,在其外片夹塑增强覆膜玻璃板(54)的内表面,覆有一层可控透 光薄膜(118),且该膜的材料可以是彩色塑料、金属或金属氧化物等材料中的任一种;在其 内层防窃保密坡璃板(55)的外側表面涂镀有双层半导体隐形膜(119);这样,该扇就具有 可控透光、防撞、隔热、隔声、阻止电波等信号外泄,以及在盗贼破窗行窃时能触发报警系 统拫瞥的功能。另外,左右窗扇由铰链(即活页)(120)与左右侧框(49)连接,并由手柄式 插舌(121)与中竖框(20)扣紧。 .

所述伸缩式百叶窗帘(4)可用铝合金、铝塑或钢塑等型材制造,通过安装在上框室外側 的二组上滑轮(122)和安装在下框上的二组下滑轮(123),由公知电动或手动拉线式升降机 构驱动其升降,并由此调节叶片的倾斜角和它们之间的开度,在夏季用来遮挡烈日对换热器

(5)和室内的照射,并引导室外空气与该器进行热交换;而在冬天,则使其倾斜方向翻转, 使其形成阳光通道和集热夹层,以便利用阳光直接加热换热器(5),并透过窗扇玻璃加热室 内空气。所述机壳(10)和其覆盖件(即面板与窗裙等)都用金属、塑料或其复合材料制造, 并在其内表面貼有隔热层。其中,在机壳的室外侧二边壁面,开有室外空气经机壳进入室内 的侧进口 (124),由于图6中空调机的室外换热器(125)是装在机壳内室外側右边的,为与 其协调,应在机壳的对应外表面,开空气总出口 (126),并在其左边开该空气主进口 (127), 由此即构成了位于机壳室外侧原有的空气循环通道(128);在机壳的上述进口内都装空气粗 滤器(129)并由电控百叶式联动门(130)控制其开闭。其中,在右边的侧进口 (124)内还 装有空气精滤器(117)。另外,在机壳该侧的中部空间或其它适当位置,还可安装噪音传感 器(131)、室外侧的烟雾传感器(132)、湿度传感器(133)、温度传器(134)和光度计(135),

以便由它们监测室外空气的动态质量、气温和昼夜变化。

所述空调机(1)是压缩式热泵系统,其压缩机(136)、室外风扇(137)、变频风扇电机 (138)、室内侧风扇(即室内主风扇,又称贯流或离心风扇)(139)、换向阀(140)及电磁 操作阀(141)等耗能部件也都安装在机壳室外側的空间内。该机壳的室内側端面由面板(2) 封盖,并在面板右边开室内空气主进口 (142),在其左边开有进入室内的空气总出口 (143), 在其上表面边开有安装示指灯(144)、电器开关和操作键盘(145)的孔,在其右上角粘贴有 专利标记(146)的图形;在窗帘盒(111)表面粘贴有厂标名牌(147)。在室内侧的空气循 环通道(148)内,装有空调机的室内换热器(149)、紫外灯灭菌器(150)、空气净化器(1S1)、 有害气体(即一氧化或苯类和氡等)传感器(152)、富氧器(153)、负离子发生器(154)、加 湿器(155)、加香器(156)以及位于室内侧的氧气传感器(157)、室内侧的温度传感器(134)、 湿度传感器(133)、室内辅助风扇(158)、烟雾传感器(159)、嗅觉传感器(160)、人工智 能处理系统(113)和其网络终端(即调制解调器)及其接口 (161)等部件;其中,上述传 感器负责监测室内空气的质量和室内的安全状况。另外,若在该窗内未设地温水空气调节系 统和其末端换热器(ll)时,则可采用前述地温空气节能输气系统(92),此时,可把它的出 气口 (162)也设在该側的空气出口 (143)内。在内外二侧之间由有隔声、隔热和阻磁性能 的中隔板(163)隔离。此时,前述室内空气下出口 (36),即位于隔板的室外侧并与室外风 扇(137)的吸气空间连通,这样,便沟通了室内空气(23)排到室外的通道。所述室外空气 下出口 (34),即位于中隔板的室内侧。并且,上述主风扇(139)的进气口 (164)应透过中 隔板而连通该下出口 (34)和面板上的室内空气主进口 (142);同时该扇的出气口 (165)也 透过中隔板与室内换热器(149)的进口端连通;而换热器(149)的出口又与已述其它空调 器具的作用空间和面板上的空气总出口 (143)连通,由此即沟通强制换气时,室外空气进入室内的换热通道和原有位于机壳室内側的空气循环通道(148)。 ' 上述回热换热器(57)横跨中隔板两侧而位于机壳内的右边(见图6和20),其室外空 气进口 (58),通过空气粗滤器(129)和精滤器(117)与机壳外侧右边侧壁上的室外空气侧 进口 (124)连通,其室外空气的出口 (59)直接与室内辅助风扇(158)的吸气空间或下框 上的室外空气下出口 (34)并列连通,以此构成室外空气(22)经过该回热换热器或该器和 空气通道(加)进入室内侧的空气循环换热通道;该器的室内空气进口 (60)则与面板右边 侧壁上的室内空气側进口 "8)连通,而其室内空气出口 (61)又直接与室外风扇(137)的 吸气空间或下框上的室内空气下进口 (114)连通,以此便形成室内空气(23)经过该换热器 或该器和空气通道(31)排到室外的换热通道。

空调机的室外换热器一般是制成管翅式结构(125),并按公知结构连接与安装(详见图 6中双点划线图形);但在本发明中则还可以制成防盗栅式结构的换热器(5),并通过上下框 的延伸部(32)安装在窗户的室外側(见图2、 3和5)。此时,为了有足够的空气与该器进 行热交换,前述室外空气总出口 (126)应由位于机壳(10)顶部的混合空气垂直排出口 (37) 取代(见图2、 5和11)。该换热器(5)包括用铜合金管或条制成的栅杆(166)、垂直穿过 栅杆并用内翅式镀紫铜管制成的蛇形盘管(167)和其分液器(图中未示出)。其中,盘管 的进口端(ies)与制冷(制热)系统中压縮机的出口端(l69)连接,而其出口端(N0)则 与毛细管和贮液器组件(171)的进口接头接通。图3中描述了该换热器在夏天依靠室外空气

(见点线箭头)的对流循环进行换热和在任何季节内依靠室外风扇(137)强制通风而让室内 和室外空气与它进行热交换的情况。该图中展示的室外风扇(137)是由一组伞齿轮(172) 带动的,并同时分别从回热换热器(57)的室内空气出口 (61)、下框(33)底部的室内空气 下出口 (36)和已述室外空气主进口 (127)内吸取室内和室外空气,然后透过已述垂直出口

(37)(见图5、 11),将其送到防盗栅式室外换热器(5)的换热空间内。另外,上述伞齿轮 和室内风扇(158)均由变频风扇电机(138)通过二组皮带轮传动机构(173)分别传动。图 6中的半边箭头指出了该制冷(制热)系统在向室内提供冷量时的工质流向;图示(174)是 面板上与室内辅助风扇(158)排气端对照的辅助排气口。

所述遮阳罩式太阳能接收装置(9)(见图?)中的太阳能集热箱(26)由箱体(l?5)、 位于箱体上部的集热腔(105)、装在腔内的由若干透明塑料或坡璃毛细管同向集成的上集热 板(176)、由若干黑色毛细管同向集合构成的下集热板(177)、底层黑色隔热垫板(178)、 位于该腔与下腔(102)之间的金属或复合材料隔板(179)和封闭上腔的透明玻璃盖板(106) 构成。其中,在上下集热板内的毛细管同向粘结,在上下板之间留有让空气流动的狭窄空气 通道(180),因毛细管的壁内均布有无数微孔,且该孔既有与沸石或分子筛相同吸收水蒸汽 的特性,又有接收与发射阳光中热的功能,所以它既能高效的吸收阳光中的热能,然后又能 高效地释放给流经该器的载体(如空气)。同时,在其箱体之下设有支撑板,以此兼作遮阳罩

(27);在集热腔外侧上部,开有空气进出口 (181)(见图2和3),在其内侧开有空气进出

口 (101),后者通过垂直过渡通道(182)与集热腔(105)连通,当集热箱(26)处于一工 位时,该孔能与上框室外側的室内空气上出口 (44)对照,而处于二工位时,则与室外空气 上进口 (39)对照,由此即形成室内和室外空气进出该器上述腔内的通道。这样,在晴天阳 光会透过盖板(106)和上集热板(176)进入黑色下集热板(177)的毛细管内,并被其壁体 吸收而升温,因此,在冬天可用来加热通过该腔进入室内的室外空气,以此提高室温。而在 夏天则用来加热外排的室内空气,以此提高该气的外排速度。该接收装置(9)通过连在集热 箱(26)或遮阳罩(27)左右侧上角处的升降螺母(28)和左右下角处的导向套(183)与升 降机构(14)的螺杆(15)连接,并由该杆驱动而在上下工位之间沿与墙体固定的导向槽(17) 移动。其中,升降机构(14)(见图8)包括:主动蜗杆减速机构(184)、从动蜗杆减速机构

(185)、连接轴(186)、升降螺杆(15)和驱动手轮(或其电机)(187),并由底座(188). 通过螺钉(51)与底框(189)和墙体(13)定位连接。此时,集热箱的行程可由安装在窗框 上的上工位传感器(ISO)(见图2)、中间工位传感器(191)和下工位传感器(192)限定。 所述地温水空调系统(81)的换热器(11)可以安装在该单层生态空调窗(193)之下的室内侧,而其地下水池(82)和(83)可以设在住宅地基(194)四周的任一处(见图28)。同时, 还可把换热器(ll)通过其右边进水口(195)和左边的出水口 (196)接入公知集中供热网(见 双点划线图形)(110)的管路中,以备在寒冬来临时能加强向室内供热。但若在该住区内无 供热网时,则可改设电热膜空气加热器(12),并将它安装在窗下隔热墙体(100)的内侧或 室内风扇的排气通道内。这样,在夏夭就可用地温空调系统(81)和空调机(1)共同向窒内 供冷,而在冬天则主要依靠太阳能和供热网、或太阳能、空调机和电热膜加热设备向室内供 热。其中,当在夏天需用该系统(81)向室内供冷时,应先开启左上角进水口 (197)和右下 角出水口 (198)处的截止阀(90),并启动冷端水池(82)上的水泵(86)向换热器(11)输 送冷水。此时,地温水即与室内空气换热而升温,然后再从右边的回水管嘴(88)流入热端 水池(83)内,接着该水又在流经换热管束(84)时从地层(194)中吸收冷量而降温,最后 再返回冷端水池(82)内。

上述窗裙(16)是用金属板或复合材料制造的框板形结构件,它由内窗裙(199)和外窗 裙(200)对置结合而成,其内周边尺寸应与窗框(8)的外周边一致,而其外周边尺寸则与 贴于墙体上的隔热层(50)或墙体(13)的窗洞内周边尺寸一致。其作用是装饰、隔热、密 封窗框(8)和把窗框卡紧在墙体上,以此避免因安装窗户而出现破杯墙体的问题。

为了增强窗户的隔离、保密性能和保留传统的装饰效果,在窗户室内侧仍需装设窗帘盒 (111)和其织物窗帘(图中未示出)。为此,可在上述过渡弯管(45)的室内侧凸出面加装 一块罩板(201)(见图1和32),并再在该板和弯管之间空隙的二端各装一只滑轮(202)及 由滑杆和夹子组成的悬挂组件(203)。这时,前述室内空气側进口 (46)即处于该盒和内窗

裙或墙体之间的空隙内。

图3和31至34描述了该空调窗(193)在各季节向室内进行换气、反馈能量以及调节室 内空气温度和湿度的原理和方法。

1、当在室内空气污浊、室外噪音大、气温较高或偏低等任一种情况时,则既可由人工关 闭窗扇(18、 19),也可由设在窗户室内或室外側的有对应功能的传感器发出信息,使其内置 的人工智能处理系统(113)指令控制系统通过公知自动关窗机构(图中未示出)关闭窗扇, 并同时由内置的控制系统使窗户转入自由换气或强制换气程序,以便保证室内空气的质量始 终干净。

①、通过自由回热换气保证室内空气的质量:

a、若在夏季进行自由换气,并且又设有地温水空调系统(81)或太阳能接收装置(9) 时,则应开启冷端水池上的水泵(86)向室内供冷,并操纵升降机构(14)把集热箱(26) 置于一工位(见图3、 31),同时启动电磁线圈(72)分别开启下框(33)室内侧的室外空气 下出口 (34)、室内空气下进口 (114)、上框(38)室外侧的室外空气上进口 (39)和室内空 气上出口 (44)内的空气阀,以及面板(2)上的辅助排气口 (n4)和机壳室外侧空气总出 口 (126)内的联动门(130),由此把室外空气换热通道(30)和室内空气换热通道(31)分 别与室外和室内沟通。此时,因室内与室外的空气之间存在重力差,所以,室内比重较大的 污浊冷空气(23)即从面板(2)左右边的側进口 (48)进入下框(33)和侧框(49)内的室 内空气换热通道(31)内,并在此吸热而自动上升,然后依次流经上框(38)和集热腔(105)、 最后再从该腔外侧的空气进出口 (181)排到室外;同时,室外比重较小的新鲜湿热空气(22) 则从集热箱(26)的下腔(102)外侧的空气进口 (2(H)(见图3)和其内侧的空气进口(103) 进入上框(38)和侧框(49)的室外空气换热通道(30)内,或直接从室外空气上进口 (39) 进入该通道(30)内(见图31),并在此通过其间壁把携带的热释放给位于换热通道(31) 内的室内室气而降温后,接着继续向下依次流经下出口(34),过渡管(35)和机壳(10)室 内側的空气循环通道(148),最后从面板(2)上的辅助排气口 (n4)(见图6)进入室内。 其中,若在窗内设有地温水空调系统(81)(见图28)时,则它应继续向下流经开设在机壳 底部的空气进出口 (205)而进入该空调的末端换热器(11)的换热空间内,并在此与该器进 行热交换而再次降温后才进入室内。在该过程中,位于室外空气换热通道(30)内的地温水 盘管(206),除向进入室内的室外空气(22)补充能量外,还可加速该气进入室内的速度。b、若在冬季,进行自由换气时,则仍由人工或已述自动控制系统开启下框(33)室外侧 的室内空气下出口 (36)和室外空气下进口 (43),以及上框(38)室内侧的室外空气上出口 Ul)和室内空气上进口 (116)(见图32)。另外,当设有遮阳罩式太阳能接收装置(9)(并 且是阳光充足的白天)时,还须由升降机构通过螺杆(15)把该装置的集热箱(26)下移到 三工位,使集热腔(10S)内側的空气进出口 (101)与已迷进口 (43)对照导通。因此,集 热腔(105)便与侧框内的室外空气换热通道(30)形成串联结构。同时,先把地温空调的末 端热交换器(11)短路旁置,然后开启地温空调的水泵(86),这时,室内空气可依次从上端 的进口 (46)和(116)进入其换热通道(31)内,并在此放热而冷却,然后再经下框的下出 口 (36)进入机壳(10),并在与室外换热器(125)进行热交换后(当设有空调机,并处于 启动状态时),再从机壳外側的空气总出口 (126)排到室外;与此同时,室外空气可先从集 热箱(26)外侧的空气进出口 (181)进入其集热腔(105)内,在此先被阳光(104)加热, 然后才进入下框和侧框内的室外空气换热通道(30)内,在此又通过通道壁从室内空气中以 及地温水回水盘管(206)中继续吸热而加速上升,最后再从上框的上出口 (41)流入室内。 同时,其集热箱的玻璃盖板(106)还可把阳光(104)反射到室内,用于照明和直接加热室 内空气。这样,该窗即完成在冬天从窗框和排到室外的室内空气中回收热能、从阳光和地层 中获取能量,以及对室内进行自由换气和调温的全过程。

在上述过程中,阳光会对分别流经集热腔(105)的室内空气(23)或室外空气(22)进 行加热,以此加速二气的交换速度。

②通过强制换气保证室内空气质量。

a、在一般的夏天或冬天,当室内空气很污浊或因人多等原因而使空气中缺氧时,则须对 室内空气进行强制回热换气和调节:此时,若是夏天,则室内侧的温度传感器(134)、烟雾 传感器(159)和氧气传感器(157)等会自动发讯,使智能处理系统(113)通过控制系统(21); 启动风扇(137)、 (139)和(158)。同时,除了在窗框(8)内维持图31所述室外空气换热 通道(30)和图32描述的室内空气换热通道(31)的前述工况外,还须开启机壳内外两側的全 部进口和出口内的百叶式联动门(130),并且,若是夏天,则应把集热箱(26)置于一工位, 同时还启动地温空调的水泵(86);若是冬天,则把集热箱(26)置于二工位(在阴天或夜晚 时)或三工位(在晴天时),同时关闭水泵(68)(见图34)。于是在室外风扇驱动下,室内 空气(23)便依次从窗框上端的室内空气进口 (46)和(116)进入室内空气换热通道(31) 内,并通过间壁与同时从上端室外侧室外空气进口 (39)吸入室外空气换热通道(30)内的 室外空气(22)进行换热,因而在夏天时,则使室外空气冷却而自身升温;而在冬天时,则 使室外空气升温而自身冷却;另外,还同时有二股室外空气从机壳左右两边的外侧进口(124) 进入机壳的外側空间内,其中,从右边进入的室外空气经粗滤器(129)和精滤器(117)过滤 后再从回热换热器(57)右边的室外空气进口 (58)进入该器的室外空气换热腔(G6)内; 从左边进入的室外空气则经另一粗滤器(129)过滤后,再沿机壳室外侧的室外空气循环通道

(128)直接进入室外风扇(137)的吸气空间内;同时还有一股室内空气(23)从面板(2) 右侧壁的进口 (48)经回热换热器室内側的室内空气进口 (60)进入该器的室内空气换热腔

(62)内(见图6和20至22),通过其间壁与已位于换热腔(66)内的室外空气进行热(即 显热或全热)交换,此时,若是夏天,则室内空气因从室外空气中吸热而升温或升温和增湿, 而室外空气则因放热而冷却或冷却和降湿,若在冬天,则换热过程与此相反。因下框和回热 换热器的室内空气的出口 (36)和(61)也都与室外风扇(137)的吸气空间连通(见图3 和6),所以,在该扇的驱动下,已在窗框和该换热器内的前述二股室内空气(23)便携带混 杂的污物和废热,与已述从左边进入机壳的室外空气(22) —道从机壳室外侧的空气总出口

(126)或从机壳室外侧顶部的垂直排出口 (37)(见图3和11)被排到室外;但若天气炎热

或寒冷而启动空调机后,则上述空气是在与流经室外换热器内(125)或(5)内的工质进行 换热后才被排到室外;同样,在窗户室内側,因下框的过渡管(35)和回热换热器的室外空 气出口 (59)也都与室内风扇(l58)或风扇(l58)和(139)的吸气空间连通(参见图6 和33),所以在该扇的驱动下,从上述窗框和换热器的二孔引出的室外空气便携带已吸收的能量(夏天为冷量,冬天为热量),既可经面板上的辅助排气口 (174)直接进入室内,但若 设有空调机,并且处于启动状态时,则应经室内側的空气循环通道(148)与换热器(149) 内的工质换热后,再从面板上的空气总出口 (143)被送入室内。在该过程中,处于机壳室内 侧空气循环通道内的公知空气净化器(151)、富氧器(153)、负离子发生器(154)、加湿器 (155)及加香器(156)等辅助空调器具则可借助上述风机和该通道内的排气动能,分别完 成对进入室内的空气进行灭菌、除尘、除臭、去污以及加湿、加氧、释放负离子和香气处理。 图示(207)是公知富氧器(153)的并与室外空气循环通道(128)连通的空气进口端,而其 氧气出口 (207a)则与室内空气循环通道(148)连通。

b、 在炎热的夏天或寒冷的冬季:若在炎夏,而且空气污浊时,则除要启动风扇和冷端水 池上的水泵(86)外,还要开启制冷系统加速对室内进行换气和供冷,而在寒冬,则除把太 阳能接收装置下降到窗下,用阳光对室内加热外,还要启动压缩机(136)进行制热循环,才 能满足对室内空气的调节要求。此时,室外风扇(137)将把前述从窗框(8)和回热换热器

(57)中吸出的二股室内空气及已进入机壳室外侧空气循环通道(128)内的室外空气一同送 到位于室外侧的管翅式换热器(125)(见图6),或送到位于窗户室外侧的防盗栅式换热器(5)

(见图2、 3)的换热空间内,在吸收了该器中的显热而使流经该换热器的制冷剂在夏天降温 或在冬天升温后再被排入室外大气中。同时,室内辅助风扇(158)则把从回热空气换热器(57) 中吸出的因换热在夏天已降温或在冬天已升温的室外空气(22),经面板上的辅助排气口(174) 直接送入室内,而室内主风扇(139)则驱动从窗框(8)内流出并经换热而在夏天已降温或 在冬天已升温的室外空气(22)和从面板的室内空气主进口 (142)吸入的室内空气一同送到 室内側空气循环通道(148)内合并成混合空气(24),然后再与室内换热器(149)内的工质 进行换热,使其进一步被冷却和除湿(在夏天),或加热和增湿(在冬天)以及接受其它空调 器具的已述进一步处理后再被送入室内。

c、 但若天气特别寒冷,上述过程仍不能保证室内温度维持在设定值时,则应除继续维持 上述换气工况外,还应启用电热膜加热器(12)与空调机(1)的制热系统共同向室内供热, 或是关闭上述地温和压縮空调设备,而把末端换热器(ll)切入集中供热热网(110)的管路 中(见图28),靠该网强化向室内供热。

在强制换气过程中,除在寒冬外, 一般都应开启地温水空调系统(81)或地温空气节能 输气系统(92) 二者之一,前者能通过末端换热器(11)和回水盘管(206)对室内和进入室 内的空气进行处理(夏天冷却,冬天加热),而后者,则以空气的形式同时直接向室内输入氧气 和能量(夏天为冷量,冬天为热量)。对太阳能接受装置(9)、在夏天应将其集热箱(26)定 位在一工位(见图3),以便用其集热腔(105)加热排入大气的室内空气(22),以此提高该 气的排气速度;在冬天则应将集热箱定位在二工位或三工位,若定位在二工位时(见图33), 则通过已述进出口 (101)和室外空气上进口 (39)把集热腔(105)与窗框内的室外空气换 热通道(30)串联,因此,室外空气(22)在进入上窗框(38)之前就已被阳光预热;若定 位在三工位(见图34),此时除可直接获得阳光来加热室内空气外,又因换热腔(105)已通 过下进口 (43)与侧框内的室外空气换热通道(30)形成并联结构,进而既可以通过窗框(8) 和集热腔(105)向室内输入更多已预热的室外新鲜空气(22),又可靠盖板(106)把阳光直 接反射进室内,用来照明和加热室内空气,所以,此时具有最好的节能效果。

在该过程中,尽管有空调机、风机、加热器(12)、供热网和水泵都要消耗能量,但因其 它辅助空调器具工作时耗能少,尤其在夏天还有地温载体不断地向室内提供冷量,在冬天又 有太阳能集热箱(26)补充热能,而外排的室内废气中的能量又已基本被回收,其残存部分 也被工质吸收用于改善制冷过程,加上该窗还能减少普通单层窗户约707u的能量损失,所以, 它对商品能的消粍量远比现有空调和窗户低,故其节能效果仍然很好。

2、当到春秋温暖季节,且室外空气干净湿润时,则可以开窗利用空气自然对流向室内换 气。所以,在使用本单层窗扇生态空调窗(193)时,可在大多数的时间内仅靠利用自然能或 仅在开动水泵和风机时消耗少量商品能的情况下,就能保证居室内的空气新鲜干净,氧气充 足,温湿度宜人,因此,实际需使用集中供热网(110)和空调机(1)的时间已很少。另外,若盗贼要破窗行窃时,则窗扇内层的防窃保密玻璃板(5S)表面的薄膜电阻会使线路内的电 压发生改变,而窗内的智能系统(113)就可根据该变化进而启动语音系统中的扬声器直接拫

警,或同时通过扬声器和内置的GSM网用收发装置(112)与由微机芯片等器件构成的互联网

终端向户主和城巿安全服务系统报警。

在本窗内因只设单层窗扇,除隔热性能相对较差外,还不能回收从窗扇内因辐射和传导

而散失的能量,所以该例所说的窗户最适用于温差相对较小的地区使用。

附图35至45描述了一种设有室外空气换热夹层的双层或单层窗扇的生态空调窗的主要

结构与使用方法(实施例二)。

图35:该有双层窗扇的生态空调窗(208)在夏天通过自由换气对室内空气进行调节时, 其太阳能集热箱(26)位于一工位,并在窗户主体(3)内设有由外层窗扇(209)、内层窗扇 (210)构成的双层窗扇组(211)及由位于二层窗扇之间的狭窄空间形成的室外空气换热夹 层(亦称外换热夹层)(212)。在窗框上端,由位于窗框内周壁的室外空气上连通孔(213) 把该夹层上端与上框内的室外空气换热通道(30)连通;在其下端内周壁面,由室外空气下 连通孔(214)把该夹层下端与下框内的外空气换热通道(30)连通。图中示出了由上框(38) 经夹层(212)向下框(33)流动的室外空气(22)和由下框(33)经侧框(49)内的室内空 气换热通道(31)向上框(38)内流动的室内空气(23)。但因投影关系限制,未示出经侧框 的室外空气换热通道(30)向下流动的室外空气。图中的卜D剖视结构参见图6及其说明。

图36:它描述了设在下框(33)上表面的三个连通孔(214)的俯视结构以及在夏季进 行自由换气时该处的空气流向。图中圆圈表示室外空气(22)在其换热通道(30)和换热夹 层(212)内的流向是一致的(即同时由上向下流动)。 '

图37:在该窗框型材的内部设有室外空气换热通道(30)和室内空气换热通道(31)。

图38:描述了下框中部上表面的下连通孔(214)、室外空气下出口 (34)和其过渡管(35) 以及室内空气(23)的下出口 (36)的结构和位置。

图39:描述了下框中部偏左部位上表面的连通孔(214)和其混合空气垂直排出口 (37) 的位置和结构。

图40:即下框右边上表面的笫三个连通孔(214)和把左右两边的室外空气下进口 (43) 与室外空气换热通道(30)连通的水平过渡管(40)的结构。

图41:由该窗在夏季进行强制换气时,其太阳能集热箱(26)仍位于一工位。在其夹层 (212)内的室外空气(22)和在侧框室内空气换热通道(31)内的室内空气(23)都是从上 向下(同向)流动的。

图42:该空调窗在冬季晴天进行自由换气时,其太阳能接收装置的集热箱(26)已下降到 三工位。此时,室外空气(22)是先在集热腔(105)内被阳光(104)加热,然后才进入窗扇 之间的换热夹层(212)和其换热通道(30)内。

困43:设有单层扁管坡璃窗扇(215)的单层生态空调窗(216)在夏季进行自由换气时; 室外空气(22)从上框同时流入侧框的室外空气换热通道(30)和窗扇内的同名空气换热夹 层(212)内。

图44:所述矩形断面的扁管玻璃板(215)由外侧玻璃板(54)、内側防盗或普通覆膜与 不覆膜坡璃板(55)和中间镶条(217)组成,在其中间形成狭窄空间(218),并由上下二端 的开口 (219)把该空间与外界连通。这样,由该坡璃板制成的窗扇与窗框组装后,便可由所 述空间(218)构成与位于二层普通玻璃窗扇之间有相同对应功能的空气换热夹层(212)。

图45:描述了室外空气(22)在夹层(212)内的流向与在室外空气换热通道(加)内 的流向一致。同时,室内空气(23)在中竖窗框(20)的内腔(220)内的流向与在室内空气 换热通道(31)内的流向一致。另外,在整个窗框(8)的内外侧表面,结合有工程塑料隔热 层(221),用于防止因窗户传导和对流传热造成的能量流失。

该窗与前例有基本相同的结构:即在其窗框(8)内设有与前例同样结构的室外空气换热 通道(30)和室内空气换热通道(31),以及相同结构的室外与室内空气的进出口和过渡管, 在窗下的墙体室内侧,亦设有前例所述的地温水末端换热器(11)或电热膜空气加热器(12)等,其唯一的区别是:在本例的窗框(8)内设有由外窗扇(209)、内窗扇(210)组成的双 层窗扇组(211)或扁管式窗扇(215),并由内外二窗扇或玻璃板之间的狭窄空间构成室外空 气(22)的换热夹层(212),由此与侧框(49)内的室外空气换热通道(30)形成并联结构 的输气支路,并由其室外空气换热通道(30)和该夹层组成有三支路单换热夹层的室外空气 输气系(222)。

该窗在各季节内进行自由换气或强制换气的原理和使用方法都与前例相同,但因在该窗 中设有夹层(212),所以室外空气(22)在进入其上下窗框后,则会同时流径所述输气系(222) 的通道(30)和夹层(212)内。并且二股同名空气始终保持同向流动。

为了提高空调机(l)的制冷和制热效率,可把防盗栅式室外换热器(5)的中空栅杆(166) 串联到地温空调系统的回程管路中,以便让其返程水(或其它载体)中残存的能量释放给在 换热器(5)的蛇形盘管(167)中流动的液态制冷工质,借此进一步地提高空调系统的能效 比,并解决在冬季因结霜而使制热效率降低的问题。

由于换热夹层(212)有巨大的截面和换热面积,并覆盖整个窗洞,故本窗能通过室外空 气(22)经室外空气输气系(222)流入室内,而把以往因室内从窗扇处传导和辐射作用而流 失的能量以及因换气扇对室内进行换气时所流失的能量都反馈回室内。加上还有太阳能和地 温能向室内补充能量,所以,该窗的节能效果和换气速度都远比前例的窗户大,故可以把它 用于温差大的地区。其中,图43至45描述的结构最适合制作生态玻璃幕墙。

图46至51描述了二种设有室外空气换热夹层和室内空气换热夹层及形成双夹层的三层 窗扇组或双层混合窗扇组的生态空调窗的主要结构与使用方法(实施例三)。

图46:该有三层窗扇组(223)的生态空调窗(224)在夏季进行自由换气时。其热水器 式太阳能集热箱(225)位于一工位;在该窗框内周设有外层窗扇(209)、内层窗扇(210) 和中层窗扇(226),并构成的三层窗扇组。

图47:该图中示出了位于下框(33)上表面室外侧的把室外空气换热夹层(即外换热夹 层)(212)下端与下框内的室外空气换热通道(30)连通的下连通孔(214),以及位于其室 内侧把室内空气换热夹层(即内换热夹层)(227)的下端与下框内的室内空气换热通道(31) 连通的下连通孔(228)的位置和结构。另外,位于上框(38)的下表面也设有对应的上连通 孔并与此对称。二空气换热夹层(212)和(22?)平行紧邻,并由中层窗扇(226)分隔。

图48:设有双层窗扇混合窗扇组(229)的生态空调窗(230)的混合窗扇组由外层窗扇 (209)和内层窗扇(210)组成。前者由公知坡璃板(即普通覆膜坡璃板,双层夹塑坡璃和 双层中空充气或真空玻璃板)(53)等制成,后者由矩形扁管玻璃板(215)制成,在二者之 间形成室外空气换热夹层(212),由内层扁管玻璃窗扇中的狭窄空间形成已述室内空气换热 夹层(227),并且由室内空气上连通孔(231)和过渡管(35)把该夹层的上端与上框(38) 内的室内空气换热通道(31)连通,由室内空气的下连通孔(228)把该夹层的下端与下框(33) 内的室内空气换热通道(31)连通。以此与已述换热通道(31)构成有单夹层和三支路的室 内空气输气系(232)。

图49:它描述了外层窗扇(209)、内层窗扇(2]0)、纱窗扇(6)、外换热夹层(212)、 内换热夹层(227)和二者的下连通孔(214)、 (228)以及室外空气输气系(222)和室内空 气输气系(232)的俯视结构。图示的中竖框(20)的内腔(220)与上下框内的室内空气换 热通道(31)连通。并成为室内空气输气系(232)的一条支路。 .

图50:它描述了在机壳(10)内安装的空调机(1)的主要部件、其它辅助空调器具和 该空调窗的检测与控制系统(21)之间的水平装配关系,图中箭头表示进行强制换气时室外 空气(22)、室内空气(23)和二者的混合气(24)在机壳(10)内的水平流动路线。该图与 附图6:有基本相同的结构,只是在本图中末设辅助风扇,并且其室外风扇(137)直接由变 频风扇电机(138)带动,而其室内离心风扇(即主风扇)(139)和引射式冷凝水节能装置(233) 的鼓风机则都由该电机通过一组单级皮带轮(173)驱动。

图51:空气引射式冷凝水节能装置(233)由集水盘(234)、贮水槽(235)、微型鼓风 机(S3)、文式引射管(236)、喷头(237)、进水管(23S)和连接水管(91)构成。工作时,由鼓风机产生的高速气流通过文式管(236)产生的负压把贮存在水槽内的冷凝水(239)吸 出,然后用喷头喷淋到室外换热器(125)的换热空间和表面,或回热空气换热器(57)的室 内空气换热腔(62)内。

图46至51描述的窗户结构和使用方法与前二个实施例的窗户基本相同;但在本窗户的 窗框(8)内设有三层窗扇组(223)或双层混合窗扇组(229),同时,还增设了室内空气换 热夹层(22?)。其中,前者的外层窗扇(209)是由双层中空覆膜充(氩)气隔热防窃保密玻 璃板制成,中窗扇(包括位于中间的玻璃板)(226)由单层导热微孔坡璃板制成,而内窗扇 (210)则是由双层夹塑增强隔热隔声电控变色坡璃制成,以此保证该窗扇组有最佳功能匹配。

该窗的开闭方式是:外层和内层窗扇制成偏心转动结构,其中,图46和47描述的中层 窗扇制成水平滑动结构。

另外,在本例中采用了热水器式太阳能接收装置(240),在夏季向器内同时通入室内空 气和冷水,以便用它在加速室内空气外排速度的同时,还提供淋浴用热水;而在冬季则仍直 接用它预热进入室内的室外新鲜空气。为此,在其太阳能集热箱(225)的集热腔(105)内 增设了金属集热盘管(241)或玻璃真空集热水管(242)。同时,图50中描述了在夏天本窗 的空调系统制冷时,其内设的空气引射式冷凝水节能装置(233),通过喷头(237)把它从室 内换热器下部收集的冷凝水(239)以水雾直接喷洒到室外换热器(125)的吸气空间和表面 时的工况。由于该水的温度很低,其内贮存有大量的能量(显热和潜热),所以用它冷却流娃 该换热器内的工质,不仅可以提高空调系统的能效比,而且还可消除该水对用户和邻居的危 害。同时,为了适应在砂尘多发地区使用,在机壳内的室外側还增设了压敏传感器(243), 以此保证在发生砂爆时能通过自动关窗机构及时关闭窗扇。

图46、 48和50描述了该类空调窗在夏季通过夹层(212)和(227)、换热通道(30)和 (31)及回热换热器(57)的换热腔对室内进行自由换气或强制换气时,室外空气(22)和 室内空气(23)的流向,由于在本窗中设了室外空气和室内空气的换热夹层,而且二者的首 尾分别与其上下窗框内的同名空气换热通道连通,并与側框和中竖框(20)内的同名空气换 热通道构成并联支路,所以,换气时在二夹层内流动的空气能始终与在同名空气换热通道内 流动的同名空气保持相同的方向。另外,上述回热换热器(57)内的空气换热腔(62)和(66) 可直接与对应的风扇吸气空间连通,但为了提高能量回收率,则还应先与下框内的同名空气 换热通道(31)和(30)串联沟通。

上述夹层与换热通道比,因有更大的气流截面和换热表面,所以其换气速度和能量回收 率都将会成倍地提高。

图52至56描述了一种设有地温水等空调器具和四层窗扇组的生态空调窗(244)的结构

及其使用方法(实施例四)。

图52:该生态空调窗(244)的窗户主体(3)为椭圆形,在其上置式机壳(10)和面板 (2)包容的内腔内装有压缩式热泵空调机(1)和其它已述主要空调器具,而其控制与智能 处理系统的操作键盘(145)、网络终端的接口 (161)和电器开关(245)等部件,都安装在 窗户下端的副面板(246)内。图中的C—C剖视结构仍见图50。

图53:它展示了该窗主断面方向内的側视结构和它在夏季进行自由换气时的空气流向。 在窗框(8)内设有由外窗扇(209)、外側中窗扇(226)、内侧中窗扇(247)和内窗扇(210) 构成的四层窗扇组(248)。并由外窗扇和外側中窗扇之间的狹窄空间构成室外空气外换热夹 层(即外夹层)(212);由内側中窗扇和内窗扇之间的狭窄空间构成室外空气内换热夹层(即 内夹层)(249);由位于二层中窗扇(226、 247)之间的中间狹窄空间构成室内空气换热夹层 (即中夹层)(227)。同时,在室外空气换热通道(30)和其夹层中下段,或在该空气系的下 出口内安装有地温空调的回水盘管(206)和电热膜空气加热器(12)。

图54:该窗进行强制换气时,其室外空气(22)与室内空气(23)在各自换热夹层内的 流向与侧框内的已述同名空气的流向保持一致。 .

图55:它展示了四层窗扇水平方向的装配关系和位于它们之间的外、中、内三个已述空 气换热夹层,以及位于外夹层下端的下连通孔(214),位于内夹层下端的下连通孔(250)和位于中夹层下端的下连通孔(228)的俯视位置与结构。同时,位于上框下表面的三排上连通 孔的结构和位置与此对称。

图56:它是一种以塘水、或河水、或海水、或井水等地表水(以下统称塘水)(251)作 能源载体的地温水空调系统(252)。

图S2至56展示的空调窗具有椭圆外形,其空调机(1)的部件和其辅助空调器具在机壳 (10)内的安装位置仍和前例相同。但是,其机壳装在窗户上端,并在面板(2)上除装有图 l所示的对应部件外,还在其顶面设有红外传感器(253)的探头用于监视火情和防盗;在其 中部开有室内空气主进口 (142)和空气总出口 (143),在室内空气主进口内装有空气精滤器 (117),在该口之上装有温度表(254)和湿度表(255)等元件用于指示室内空气状况,在 其上表面制有专利标记(146)。同时,在该标记下边设有人工智能处理系统的显示器(108), 而且弯管上的侧进口 (46)与上框内的室内空气换热通道(31)连通。在副面板(246)的两 边,装有语音系统的扬声器(256),在窗下末端换热器(ll)的外侧,装有百叶窗式面罩(257); 在窗裙(16)的上下两側边,分别开有与墙体(13)固定用的螺孔(258);在窗框内周,除 设有室外空气外换热夹层(212)和室内空气换热夹层(227)外,还设有室外空气的内换热 夹层(249),且该夹层由其上连通孔(259)和其下连通孔(250)与上下框内的同名空气通 道(30)连通,由此即形成二条与两侧框内的室外空气换热通道(30)为并联结构的室外空 气输气支路,并由该二个夹层和换热通道(30)构成有四支路的室外空气输气系(260)。同 时,在该系的上端,既可通过上框室外侧的室外空气上进口 (39)直接与室外大气连通,又 可由上框室内侧的室外空气上出口 (41)和过渡管(35)将它与室内风扇(139)的吸气空间 及室内连通;在该系下端,既可直接由下框室外側的室外空气下进口 (43)将其与室外大气 连通,又可由其室内側的室外空气下出口 (34)和过渡管(35)将其与位于隔热墙体(IOO)-室内側的电热膜空气加热器(12)或已述末端换热器(11)的换热空间和室内连通,并在上 述进口、出口或过渡孔内装有空气阀(79)(见图27)。同样,该窗中的室内空气输气系(232) 与前例的结构相同,但在该系的上端,既由机壳(10)底部室外侧的室内空气上出口 (44)和 过渡管(35)与室外风扇(137)的吸气空间和室外连通,又可由上框室内侧的室内空气上进 口 (116)和室内空气上侧进口 (46)直接与室内连通;在该系下端,既可由下框室外側的室 内空气下出口 (36)直接与室外连通,又可由下框室内側副面板(246)左右两边的室内空气 側进口 (48)将它与室内连通。图50中的(Ml)是该窗的稳压电源。

本例的换气过程与前述各例相同,但因在本例中设有二条室外空气换热夹层(212)和 (249),而且二者都与二条已述室外空气换热通道(30)并联,所以在换气时,室外空气会 同时从四者中流过。另外,由于其室内空气换热夹层(227)位于内外二夹层之间,当室内空 气(23)从该夹层中流过时,就能通过其内外二边的中层窗扇(226、 247)与室外空气(22) 进行热交换,加上窗扇本身的换热表面大,所以,其换热过程能进行得更充分,能量回收也 更彻底。图54中的(79)是装在室外空气下出口 (34)内的常闭空气闽。

由于在该窗中装有四层由智能玻璃板制成的窗扇组(248),故它不仅能在夏天把阳光中 的红外线阻挡在窗外,在冬天能让全部阳光透入室内,在夏天和冬天能保证室内的能量及声、 光和电磁信号不会外泄,而且还因能通过其二中层窗扇进行全热交换,因而使能量回收进行 得更彻底,加上有地温水空调系统(252)通过其水泵(86)和管路中的换热器(11)及回水 盘管(206)不断地向室内提供无价的自然能,以及能靠自由换气和强制换气在不断地向室内 提供新鲜空气的同时还回收外排废气中的能量,所以该窗既能保证室内始终有最佳空气质量 和温湿度,又有最好的节能效果、最低的使用成本和最好的防盗保密功能。另外,又因本窗 具有空调功能,并可同时实现人工检测与控制、或自动检测和远程检测与控制,故能保证用 户在使用时能感到安全、方便和舒适。

同时,为了充分利用自然能,也可以把前述太阳能集热箱(241)和已述集中供热网或炉 具中的进水管和出水管交替地与地温空调的末端换热器(11)和其回水盘管(206)连通,以 便在夏天利用其进水中的冷量,冷却流经该盘管的空气,以此既使进入室内的空气降温,又 提高了进入太阳能集热箱或供热网的进水温度;而在冬天,则反过来用经阳光或供热网和炉具加热的热水加热流经换热器(11)和盘管(206)内的上述室外和室内空气。图53和54 中的(262)是半导致冷器,在窗内进行自由换气时,可以利用它能同时制冷和制热的特性: 在夏天把它的冷端置于室外空气内换热夹层(249)或其输气系内,以此冷却经该夹层或空气 系进入室内的室外空气(22),同时,把它的热端置于室内空气换热夹层(227)或其输气系 内,以此加热经该夹层或空气系排到室外的室内空气(23);在冬天时,则向该器通入反向电 流使其冷热二端翻转。因此,就可用它在加热进入室内的室外空气的同时,又冷却向外排放 的室内空气。由于上述过程扩大了室内与室外二空气之间的比重差,所以可以把它与地温回 水盘管(206) —道既用于调节室温,又用于加速室内和室外空气的流速。另外,上述中层窗 扇(226)和(247)也可以用可卷曲的透明塑料弹性板材制成的隔帘来取代(见国外科技消息 】991年17期11页的"新隔热透光薄膜"),此时,应在该窗扇的边沿镶贴磁性或电驻极体封 边条,以此保证各夹层之间的密封性能。

附图57至62是二种装有矩形扁管坡璃窗扇的生态空调窗的最佳实施结构(实施例五)。

图57:在生态空调窗(263)的窗框(8)室外側上端的墙体窗洞边沿,通过外窗裙(200) 和外侧上机壳(264),装有室外轴流风扇(137);在该侧下端,通过外側下机壳(265)和外 窗裙装有离心或贯流风扇(即前述室内风扇)(139)和相应的辅助空调器具;在窗框的内外 表面,开设有己述的室内和室外空气进出口,并在其内安装有空气阀或空气阀和过滤器;在 窗框内周,装有外层左右转扇(18)、外层中窗扇(19)。图示转扇(18)包括:外层左右上 转扇(266)、外层左右下转扇(267);中窗扇(19)包括:外层上中窗扇(268)、外层下中 窗扇(269),而且上下窗扇之间由中横框(270)分隔,进而使该窗的内外二层或各层窗扇都 分别由对应的六爿组成。

图58:该窗主体的窗扇有三层:即外层窗扇(209)、中层扇窗(226)和内层窗扇(210), 而且其中层窗扇用扁管坡璃板(215)制成,由此组成三层混合窗组(271)。在上框(38)外 侧顶部,安装有轴流风扇(137),其吸气端由上机壳(264)将它与上框的室内空气上出口 (44) 连通,而排气端则对准机壳外侧的空气总出口 (126);在其下框(33)外沿,装有二只室内贯 流风扇(139),它的吸气口通过空气粗滤器(129)与其机壳左右二侧壁上的室外空气側进口 (124)连通,其出气口直接与下框的室外空气下进口 (43)连通。当启动风扇(139)向室 内输送室外空气时,利用该气流的抽吸作用,即可经室外空气输气系(260)从室外空气上进 口 (39)吸入室外空气(22),然后再一同送入室内。

图59:在上述窗户的下框(33)外侧与室外空气外换热夹层(212)对照的上壁面,开 有五个把该夹层与其框内的室外空气换热通道(30)连通的下连通孔(214);在其内側与该 空气的内换热夹层(249)对照的上壁面,也开有五个同样的连通孔(250),而且在上框的内 壁也开有二组对应的孔(见图58的)(259),由此与侧框内的室外空气换热通道(30)组成 已述四支路的室外空气输气系(260);在该框中间与扁管玻璃窗扇(215)内的室内空气换热 夹层(227)对照的上表面,亦开有五个把该夹层与框内室内空气换热通道(31)连通的下连 通孔(228),并且在上框内壁对应面也开同样的孔(见图58的)(231).由此又与侧框内的 室内空气换热通道(31)和中竖框的内腔(220)组成五支路的室内空气输气系(272)。图示 (273)是安装中层左右转扇的轴孔。

图60:用于中层中窗扇(226)上下两端的旋转结构(274)由轴销(2")和夹板(276) 焊接组成。装配时由夹板卡紧在该扇的上下二端组成可任意旋转的中层中心左右转扇(277), 并最后由轴销定位在上下框的轴孔(273)内。在开窗时,该窗扇可绕轴转动。

图61:在双层扁管玻璃窗扇(215)生态空调窗(278)的窗框(8)内周,设有外层窗扇 (209)和内层窗扇(210),而且二者都用扁管结构的玻璃板(215)制成。并在二者的四层 玻璃板之间形成有三个已述换热夹层的三夹层双层窗扇组(279)。其中,由内外二层扁管坡 璃窗扇(215)内的夹层(212)和(249)及側框内的室外空气换热通道(30)组成四支路室 外空气输气系(260),由内外二层窗扇(209)和(210)之间的室内空气换热夹层(227)和 侧框内的室内空气换热通道(31)及中竖框的内腔(220)组成五支路的室内空气输气系(272)。

图62:它展示了构成外层窗扇(加9)和内层窗扇(210)的矩形扁管坡璃板(215)和该窗扇的安装结构.其室外空气输气系(260)中的内外室外空气换热夹层(212)和(249), 全部设在扁管玻璃板窗扇内。

图57至62:该类生态空调窗和前例一样,都由四层坡璃板制成,并在其主体内形成有相 同的对应空气换热系,因此,它们的换气和回收能量的机理和效果都相同。但是,在本窗中 因窗扇的层数减少,故制造和使用简便。同时,由于二只风扇分别装在窗户上下二端,故在 强制换气时,其室外空气(22)和室内空气(23)则可以按互为逆向的方向流动。图S8中的 箭头描述了进行强制换气和.在夏天进行自由换气时的空气流程。但在强制换气时,该风扇 (137)还可同时从室外空气上侧主进口 (127)吸气;图61描述了该窗户在冬天进行自由换 气时,室外空气(22)和室内空气(23)的流程。在图59中描述的可任意旋转的中层中心左 右转扇(277)的垂直边外侧,设有用橡胶和耐磨材料制造的弹性密封压边条(280),并压紧 在该扇的旋转母线面上,用此提供可靠的密封效果.图62描述了另一种左右侧框(49)的结 构,它是由异形外管(281)和套装在该管内的内管(282)组成。其中,内管用矩形管、异形 管或翅片管制造;在窗框内外二侧的全部表面都结合有塑料或复合材料隔热层(221),以此 减小窗框的传热损失

因该窗设有四层坡璃板和三层空气换热夹层,加上室内和室外空气在换气时为逆向流动, 所以具有最好的节能效果。但因上述两种窗户都没有配设空调机,故只适用于已安装公知空 调设备的厅室用于透光、换气和回收能量。其中图61和62描述的窗户结构简单、并容易与 外墙协调融合,因此,它也可以充当坡璃幕墙保证高层楼房实现换气和节能。 .

附图63至67描述了一种设有栅管式空气换热器、混合窗扇组和附壁式空调设备的生态

空调窗的结构和其使用方法(实施例六)。

图63:在该窗(283)的窗框(8)内,设有实施例五描述的室外和室内空气换热通道及 其空气进出口;在其内周装有与实施例二类同的双层窗扇组(211),但又和实施例五一样, 其左右平开扇(18)和中窗扇(19)都被中横框(270)分隔成上下两爿,本图中描述了其内 层窗扇(210)有六扇;在窗框顶端外沿,设有与内側上窗裙(284)结合的附壁式室内主换 热器(285);在其左右二侧外沿,装有与内侧中窗裙(286)结合的附壁式室内辅助换热器(287); 在其下端,装有内侧下机壳(288)及其下端的副面板(246),并在其机壳的内腔中安装有空 调窗的前述自动检测.控制系统(21)或人工智能远程控制处理系统(113)。

图64:在其窗框(8)内周,设有与上述内层窗扇对应的外层窗扇(209);在其顶端外 沿,设有与外側上窗裙(289)结合的外側上机壳(264),并在其内安装有一台轴流风扇(137)、 二台贯流风扇(139)、三段式U型整体或分体附壁式室外主换热器(即室外换热器的主体) (290)、冷却该器的蒸发屏(291)和其它空调器具。上述二种风扇由二块恻隔板(292)分 隔;在其左右二侧,通过外侧中窗裙(293)结合有附壁式室外辅助换热器(294);在其下端, 通过外侧下窗裙(295)和外側下机壳(265),安装有压缩机(136)及该窗的已述其余辅助 器具。并在该机壳外壁开有栅式室外空气冷却口 (296)。

图65:在其窗框(8)内周,装有由外层窗扇(209)和内层窗扇(210)组成的双层窗 扇组(211),并在其室外空气换热夹层(212)内设有若干空气换热管(297);该管分别由上 下连通孔(231)和(228)与上下框(38)和(33)内的室内空气换热通道(31)连通;在 其上端的外侧上机壳(264)和内侧的上机壳(298)内,分别装有已述的主换热器(290)和 (285),并在二者下端装有冷凝水节能装置(299)。且该装置由集水盘(234),微型水泵(未 示出)、喷水头(237)和连接二者的水管(91)以及位于蒸发盘(300)内和室外主换热器(290) 外周的蒸发屏(291)组成。

图66:其室外空气换热夹层(212)位于外层窗扇(209)和内层窗扇(210)之间;其 离心或贯流风扇(139)的排气口与上框外侧的室外空气上进口 (39)连通。该扇的进气口与 上机壳左右侧壁上的室外空气进口 (124)(见图64)对照连通。同时,在必要时还可在窗顶 外側加装有反射镜(301)和有太阳能电池板(302)的聚能式遮阳罩(303)。

图67:在其室外空气换热夹层(212)内均匀地装有若干高强度导热材料制成的空气换 热管(297),该管可以是矩形或异形,并可在其壁面连接翅片(即内翅、或外翅、或内外翅片)。这样,便由该管组的内孔(304)和中竖框(20)内的内腔(220)共同组成了栅管式室 内空气换热通道(305),并进一步地与已述室内空气换热通道(31)构成栅管式室内空气输 气系(306)。同时,在换热管(297)之间的下框(33)上表面,均布有若千室外空气的连通 孔(214),由此又使该夹层(212)与室外空气换热通道(30)组成了已述的三支路室外空气 输出系(222)。

图63至67:由于贯流或离心风扇(139)也装在室外侧,并与轴流风扇(137)紧邻, 所以应在二者之间增设侧隔板(292),使其所属的室外侧空气循环通道(128)与室内侧空气循 环通道(148)隔离。同时,在风扇(139)的吸气口前设空气净化器(151),以此保证把室外空气 净化后才送入室内。为了连通内外换热器之间的工质管路和向室内侧主换热器(285)输送换 热空气,还应在该处二窗裙之间的墙体内开空气通道(307)或部分地开启室外空气上出口 (41)。

和前实施例一样。本窗也能在不消耗商品能的情况下,仅靠居室内外空气之间的重力差 就能进行自由换气和回收因窗户传热和换气而损失的能量。但是,为了满足因室内人多或空 气严重污浊时须向室内加速换气的需要,仍应加装上述小规格的风扇等空气驱动部件。此时, 既可在窗框外周边的墙体外側加装换气风扇(137)和(139)进行了强制换气。也可与前例一样, 在其室外空气换热夹层(212)内加装地温水盘管或半导体致冷器(见图31.54)。另外,如果是 把窗户装在居室的向阳面,则可以增设在其内表面装反射镜(301),在外表面贴有太阳能电池 板(302)的聚能式遮阳罩(见图66中的双点划线图形)(303),以便在夏季用它遮阳挡雨,靠吸 收光能发电;在冬季则利用公知旋转升降机构将它翻转到窗户下端,除让窗户和空调系统直 接照射阳光外,还由该罩内表面的反射镜收集窗户受光面以外的阳光来加热位于室内的空气、 进入室内的室外空气(22)和排到室外的室内空气(23),并以此加速已述二股空气的流动。

如果在本窗中还配设空调系统(1)时,则应把它的动力部件分散地装在位于窗户(3) 外周边墙体(13)的侧壁,并让它与窗裙结合成协调的整体,以便既不占用窗洞的透光面积! 而又可实现节能。为此,可以把风扇(137)和(139)及其驱动电机和室外主换热器(290)等部件 安装在窗顶的外側上机壳(264)内;把压缩机(136)及其操作部件安装在窗户下端的外侧下机 壳(265)内,并把其中的运动部件都固定在墙体(13)上;把空调系统的室内和室外换热器都 制成附壁式结构而分装在窗户内外二側的窗裙(199)和(200)表面,此时,由于其换热空间扩

大,故能借助空气对流机理同时分别现实与室内和室外空气进行充分自由换热。另外,为了能 充分利用排到室外的室内空气中的残存能量以及室内主换热器(285)在夏天工作时凝聚的冷

凝水中的能量,还应在内外二主换热器(285)和(290)之间,增设冷凝水节能装置(299)。工 作时,该器通过水管(91),或微型水泵和水管把聚水盘(234)从室内主换器收集的冷凝水导入 蒸发盘(300),然后又由多孔材料制成的蒸发屏(291),依靠毛细管结构的张力,把该水散布 到包围在该主换热器(290)整个换热空间的蒸发屏内或直接将该水喷洒到室外主换热器 (290),表面然后再滴淋到蒸发屏内。另外,因蒸发屏的微孔结构具有很好的透气性能,所 以,在启动风扇(137)后,其抽吸力则仍能分别经该机壳侧壁或顶部的室外空气主进口(127) 和前述栅管式室内空气输气系(306),同时吸入室外和室内空气,最后又顺利地透过蒸发屏 (291)而与该换热器(290)进行热交换。但与公知空调不同的是;因上述空气在流经蒸发屏 时,能从屏内吸收水份而使自身降温,加上该室内空气又相对较冷,所以,上述三种介质在 与该换热器进行换热时,则能进一步地保证使流经该换热器内的制冷工质实现过冷,故既可用 该装置来取代公知过冷器,而提高制冷系统的单位制冷量,又能把该水汽化后再排入大气, 进而也消除了冷凝水的危害问题。

图65和66描述了室外空气(22)和室内空气(23)在夏天经栅管式透明混合输气回热空

气换热结构(308)进行强制换气和自由换气时的流程,其中,室内空气先从下进口(114)经 栅式输气系(306)、蒸发屏(291)和主换热器(290)被轴流风扇(137)排到室外的流程。同时, 离心或贯流风机(139)则通过其原有的室内侧空气循环通道(148)和空气净化器(151)从上机 壳左右二侧的室外空气进口 (124)吸取室外空气(22),然后再经已述空气进口(39)把该气输 进三支路室外空气输气系(222),并通过栅管(297)与室内空气进行换热,最后再携吸收的能量从室外空气下出口(34)送入室内。另外,二种空气在冬天进行自由换气时的流程与上述 方向反向。具体过程可参见实施例四和五。

上述换气过程可以通过人工、自动或远程控制实现,但若釆用后二种控制方式时,则应 在上机壳(264)或下机壳(265)的外侧装设自动检测系统(21)或人工智能处理系统(113)。并 在其机壳外表面开设传感器的检测与收发讯装置的窗口 (309)和无线电接收窗口 (310)。

位于上述各例窗户外周边的机壳(10)或(264、 265)和(298、 288)也可以用侧置式 结构取代,但此时应把连通室内风扇和室外风扇吸气空间的进口 (39、 43)和(114、 116) 或出口 (34、 41)和(44、 36)等连通结构相应地改设在侧窗框与机壳连接处的側壁。另外, 如果在居室内须设多扇窗户(3)时,则可以共用一套空调制冷(制热)系统(1)和其辅助 空调器具,以及上述配套控制系统等设施,而且,这些空调器具和设施既可以按前述实施例 所述方案通过机壳或窗裙集中安装在其中一扇窗户主体(3)的边沿,也可以通过几只机壳或窗 裙和连接管路把它分别装设在几扇窗户主体(3)的边沿,以便适应不同厅室结构与用户使用 的需要。其中,当集中装在一扇窗户内时,则其余的窗户主体(3)最好按本发明中描述的主 体结构单独制造(见图43、 61)。另外,上述结构的窗户主体(3)还可以单独地用来充当楼房 外表的玻璃幕墙,以便利用其自由换气与回收能量的功能向楼内不断地换入室外新鲜空气和 氧气,并返馈楼内因传热和换气而要散失的能量。

本发明的生态空调窗可以方便地用于楼、房和大型交通工具的厅室或车箱等处,若将多 扇生态空调窗组合,则还可用于楼房的坡璃幕墙,并可以同时取代公知的窗户、坡璃幕墙、 空调设备和其已述辅助空调器具。

附图68:专利标记:

它由圆环(内涂橘红色)UOl)、风帆或大雁图形(蓝色或白色)(幼2)、专利编号(肌3) 和"李创"宇体四部分图形按图示位置组合而成,并标注在按本发明生产的所有产品和其包 装物以及相关的设计与说明文件的显眼表面。

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