[發明專利]適用于被動式建筑的智能開窗聯動控制裝置及控制方法

在審

• 申請號: 202110846592.9
• 申請日: 2021-07-26
• 公開（公告）號: CN113404402A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 陳義波;楊建中;王亞松;張祥寅;梁二
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: E05F15/70
• 分類號: E05F15/70;E05F15/71;E05F15/635;F24F11/70
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 石丹丹

1.一種適用于被動式建筑的智能開窗聯動控制裝置，其特征在于，包括：

監測模塊，包括窗口傳感器監測子模塊和室內傳感器監測子模塊兩個部分，所述窗口傳感器監測子模塊安裝在靠近窗戶邊框頂部的內側墻壁上，監測從窗口進入室內空氣的溫濕度、風速值和窗戶開關距離；所述室內傳感器監測子模塊安裝在室內距離地面一定距離處，監測室內空氣的溫濕度和風速值；控制模塊，安裝在窗戶上方的內側墻壁上，包括外殼以及設置于外殼內部的中央控制器、存儲器和內部電源，所述中央控制器分別與存儲器、窗口傳感器監測子模塊、室內傳感器監測子模塊通信連接，所述內部電源為存儲器和中央控制器供電；

以及驅動模塊，所述驅動模塊與窗戶邊框固定連接，且通過線纜與中央控制器通信連接，所述中央控制器控制驅動模塊帶動窗戶邊框進行開合動作。

2.根據權利要求1所述的適用于被動式建筑的智能開窗聯動控制裝置，其特征在于，所述窗口傳感器監測子模塊包括濕度傳感器一、溫度傳感器一、風速傳感器一和測距傳感器；所述室內傳感器監測子模塊包括濕度傳感器二、溫度傳感器二和風速傳感器二。

3.根據權利要求2所述的適用于被動式建筑的智能開窗聯動控制裝置，其特征在于，所述濕度傳感器一、溫度傳感器一、風速傳感器一、濕度傳感器二、溫度傳感器二和風速傳感器二均為電偶式探頭；所述測距傳感器為激光測距傳感器。

4.根據權利要求2所述的適用于被動式建筑的智能開窗聯動控制裝置，其特征在于，所述濕度傳感器一、溫度傳感器一、風速傳感器一和測距傳感器均采用有線傳輸傳感器；所述濕度傳感器二、溫度傳感器二和風速傳感器二均采用無線傳輸傳感器。

5.根據權利要求1所述的適用于被動式建筑的智能開窗聯動控制裝置，其特征在于，所述驅動模塊包括電機、齒條和齒輪，所述電機安裝在靠近窗戶邊框底部的內側墻壁上，所述齒條通過螺栓與窗戶邊框的底部固定連接，所述齒輪套固在電機的輸出軸上，所述齒輪與齒條相嚙合。

6.一種基于權利要求1至5任一項所述的適用于被動式建筑的智能開窗聯動控制裝置的控制方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟1，通過窗口傳感器監測子模塊監測某一時間段內進入室內空氣的溫濕度以及風速的均值；

步驟2，將步驟1的監測數據上傳到中央控制器，初步判斷監測數據是否在窗戶開啟閾值范圍內，若監測數據在窗戶開啟閾值范圍內，則轉步驟4，若監測數據不在窗戶開啟閾值范圍內，則轉步驟3；

步驟3，中央控制器對驅動模塊發出關閉窗戶信號并聯動開啟新風系統；

步驟4，結合監測數據得到初始窗戶最小開度；

步驟5，通過室內傳感器監測子模塊監測此時間段內室內空氣的溫濕度以及風速的均值，將監測的室內空氣指標上傳到中央控制器進行數據處理，得到此時間段內的舒適性指標PMV，判斷該舒適性指標PMV是否在舒適性范圍內，若在舒適性范圍內，則轉步驟6，若不在舒適性范圍內，則轉步驟7；

步驟6，中央控制器對驅動模塊發出保持窗戶開度不變的信號以保持開窗面積不變；

步驟7，中央控制器反推得到應控制溫度和所需的通風量；

步驟8，判斷所需的通風量是否在窗戶所能提供的通風量范圍內，若在窗戶所能提供的通風量范圍內，則轉步驟9，若不在窗戶所能提供的通風量范圍內，則轉步驟3；

步驟9，中央控制器根據所需的通風量反推得到所需的窗戶開度，進而對驅動模塊發出調整窗戶開度的信號，進而調整開窗面積。

7.根據權利要求6所述的適用于被動式建筑的智能開窗聯動控制裝置的控制方法，其特征在于，所述步驟4結合監測數據得到初始窗戶最小開度包括：首先，結合不同類型建筑的最小換氣次數n和房間體積V，確定房間最小通風量Q_min，計算公式如下：

Q_min＝n·V

然后，以平推窗為例，結合監測數據中的風速和窗戶高度H，由公式得到初始窗戶最小開度L_min。