多功能智能調溫空調玻璃系統可廣泛家用空調領域、商用空調領域、玻璃幕墻領域、室內裝飾領域(如:門窗、地板、隔板等)、空氣凈化領域、地熱領域、新風系統領域、建筑防火領域、建筑抗風抗震領域、建筑保溫隔熱領域和建筑隔音領域。
背景技術:
玻璃因其較好的透光性、優良的機械力學性能、熱工性能、擋風和阻礙室外熱輻射和熱傳導等性能,而被廣泛引用在建筑幕墻和門窗領域。玻璃幕墻建筑被視為城市建筑現代化的標志,玻璃的主要種類有:浮雕玻璃、晶彩玻璃、晶彩玻璃、琉璃玻璃、夾絲玻璃、聚晶玻璃、鋼化玻璃、夾層玻璃、中空玻璃、low-e玻璃、調光玻璃、發光玻璃等,玻璃在玻璃幕墻和門窗上應用越來越普遍,雖然上述玻璃品種在建筑安全和隔熱節能方面有一定進步,但玻璃建筑存在保溫隔熱性能較差、不可變色、功能單一、防火能力差、耗能高、不能主動調溫、通風效果不佳以及城市光污染等問題。
現有技術可通過以下LOW-E玻璃技術、LOW-E玻璃技術、夾膠玻璃技術三種方式或三種方式疊加使用達到建筑安全和隔熱隔聲節能的目標。
(1)LOW-E玻璃:Low-E玻璃又稱低輻射玻璃,是在玻璃表面鍍上多層金屬或其他化合物組成的膜系產品。其鍍膜層具有對可見光高透過及對中遠紅外線高反射的特性,使其與普通玻璃及傳統的建筑用鍍膜玻璃相比,具有優異的隔熱效果和良好的透光性。
(2)中空玻璃:中空玻璃由美國人于1865年發明,是一種良好的隔熱、隔音、美觀適用、并可降低建筑物自重的新型建筑材料,它是用兩片(或三片)玻璃,使用高強度高氣密性復合粘結劑,將玻璃片與內含干燥劑的鋁合金框架粘結,制成的高效能隔音隔熱玻璃。中空玻璃多種性能優越于普通雙層玻璃,因此得到了世界各國的認可,中空玻璃是將兩片或多片玻璃以有效支撐均勻隔開并周邊粘結密封,使玻璃層間形成有干燥氣體空間的玻璃制品。其主要材料是玻璃、鋁間隔條、彎角栓、丁基橡膠、聚硫膠、干燥劑。
(3)夾膠玻璃:夾層玻璃是由兩片或多片玻璃,之間夾了一層或多層有機聚合物中間膜,經過特殊的高溫預壓(或抽真空)及高溫高壓工藝處理后,使玻璃和中間膜永久粘合為一體的復合玻璃產品。常用的夾層玻璃中間膜有:PVB、SGP、EVA、PU等。此外,還有一些比較特殊的如彩色中間膜夾層玻璃、SGX類印刷中間膜夾層玻璃、XIR類LOW-E中間膜夾層玻璃等。內嵌裝飾件(金屬網、金屬板等)夾層玻璃、內嵌PET材料夾層玻璃等裝飾及功能性夾層玻璃。在功能性玻璃種有一種夾層玻璃在第一層和第二層玻璃之間設有一層具有智能溫控作用的VO2溫控膜層來調節玻璃溫度。
但是,現在技術中的LOW-E玻璃、中空玻璃、夾膠玻璃或三種玻璃疊加使用形式在生產中存在以下技術缺陷:確定好玻璃的顏色后無法更改更換顏色不可變色,無空氣凈化功能、保溫隔熱性能較差、防火能力差、耗能高、不能主動調溫、無建筑抗風抗震性能、隔音效果較差、通風效果不佳、無水幕功能等功能單一問題,以及城市光污染等問題。
技術實現要素:
本實用新型的目的是為了解決現有技術中存在的缺點,而提出的一種多功能智能調溫空調玻璃系統。
為了實現上述目的,本實用新型采用了如下技術方案:一種多功能智能調溫空調玻璃系統,包括外層玻璃、中層玻璃、內層玻璃,所述的外層玻璃在中層玻璃的外側,所述的外層玻璃和中層玻璃的四周通過密封膠相連,所述的內層玻璃設置在中層玻璃的內側,所述的內層玻璃和中層玻璃通過密封膠相連,其特征在于:
所述內層玻璃和中層玻璃之間形成的中間空腔設置有中間水層;
所述外層玻璃和中層玻璃之間形成的中間空腔處設置為可變色液體層;
所述的內層玻璃、中層玻璃和中間水層圍成的空間設置為排氣腔,所述排氣腔位于所述內層玻璃和中層玻璃之間所形成的中間空腔且位于所述中間水層的上方。
優選的,還包括變色液儲藏裝置和抽吸泵,所述變色液儲藏裝置和抽吸泵均設置于內層玻璃底部,所述的可變色液體層頂部設置有進液口,底部設置出液口;所述變色液儲藏裝置通過抽吸泵和透明軟管與所述出液口和進液口連接,以抽取和輸送熒光液或含有色素的溶液。
優選的,所述抽吸泵能夠將可變色液體層中的液體從出液口抽空后繼續抽取空氣致使所述外層玻璃和中層玻璃之間的中間空腔內形成相對真空層。
優選的,所述中間水層的頂部內側設置有進水口,頂部外側設置有最高水位溢水口,底部設置有排水口;所述最高水位溢水口和進水口位于同一水平線上;所述內層玻璃的頂部設置有排氣柵,所述排氣柵與所述排氣腔直接相連通。
優選的,還包括經過中間水層向排氣腔供氣的空氣凈化進氣單元,所述空氣凈化進氣單元位于所述智能玻璃幕墻系統的底部,所述空氣凈化進氣單元包括內進氣口、外進氣口、四通管和抽吸泵,所述內進氣口、外進氣口和四通管位于同一水平直線上且彼此通過透明通氣軟管連接,所述內進氣口和外進氣口均通過四通管和透明通氣軟管與中間水層和抽吸泵連接,所述四通管和透明通氣軟管內裝活性炭和滲透膜。
優選的,還具有制冷裝置,所述制冷裝置設置于中間水層的底部且靠近中層玻璃的一側。
優選的,還具有水霧化器,所述水霧化器位于排氣腔內,所述水霧化器與中間水層相連。
優選的,還具有發熱電纜和熱傳感器,所述發熱電纜位于中間水層的底部靠近中層玻璃的一層,所述熱傳感器位于中間水層的底部靠近內層玻璃的一側。
優選的,還包括對所述的中間水層供水的供水單元。
優選的,還具有水霧化器,所述水霧化器位于排氣腔內,所述水霧化器與中間水層相連。
本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果:
能夠實現玻璃變色功能,該多功能智能調溫空調玻璃系統創造性的利用玻璃透明無色通過改變液體層的顏色是玻璃著色具有液體層顏色。采用三層結構設計,在外雙層玻璃中間處注入帶有色素的水溶液(或其它液體)是玻璃整體具有色素水溶液的顏色;
實現了空氣凈化功能;
實現了制熱功能,多功能智能調溫空調玻璃系統可通過以下三種方式達到制熱效果;
提高了紅外線、紫外線等有害光線的吸收,降低了太陽光的強度;
提高了玻璃的隔音性能:該多功能智能調溫空調玻璃系統通過三層玻璃結構設計是幕墻形成三玻兩腔玻璃的結構,聲音經過物體會發生反射和透射兩種現象;
提高建筑物的抗風抗震性能;實現夜景亮化功能;增強了防火性能;實現水幕墻功能;玻璃材質采用安全玻璃提高了安全性;減少幕墻玻璃光污染功能;實現太陽能熱水器供熱功能。
附圖說明
圖1為本實用新型的多功能智能調溫空調玻璃系統的結構示意圖。
圖中,1-外層玻璃;2-中層玻璃;3-內層玻璃;4-排氣腔;5-進液口;6-排氣柵;7-最高水位溢水口;8-進水口;9-外進氣口;10-排水口;11-出液口;12-四通管;13-內進氣口;14-發熱電纜;15-制冷裝置;16-水霧化器;17-可變色液體層;18-中間水層;19-熱傳感器;20-變色液儲藏裝置。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例。
如圖1所示為本實用新型多功能智能調溫空調玻璃系統的結構示意圖,整體結構包括外層玻璃1、中層玻璃2(可做low-e)、內層玻璃3組成,其中,外層玻璃1和中層玻璃2(可做low-e)四周通過密封膠相連中間空腔處形成可變色液體層17,內層玻璃3和中層玻璃2(可做low-e)四周通過密封膠相連中間空腔處形成中間水層18。
所述內層玻璃3和中層玻璃2之間形成的中間空腔設置有中間水層18;
所述外層玻璃1和中層玻璃2之間形成的中間空腔處設置為可變色液體層17;
所述的內層玻璃1、中層玻璃2和中間水層18圍成的空間設置為排氣腔4,所述排氣腔4位于所述內層玻璃3和中層玻璃2之間所形成的中間空腔且位于所述中間水層18的上方。
該多功能智能調溫空調玻璃系統還包括變色液儲藏裝置20和抽吸泵(附圖中未標示出),所述變色液儲藏裝置20和抽吸泵均設置于內層玻璃底部,所述的可變色液體層17頂部設置有進液口5,底部設置出液口11;所述變色液儲藏裝置20通過抽吸泵和透明軟管與所述出液口11和進液口5連接,以抽取和輸送熒光液或含有色素的溶液。
所述抽吸泵能夠將可變色液體層17中的液體從出液口11抽空后繼續抽取空氣致使所述外層玻璃1和中層玻璃2之間的中間空腔內形成相對真空層。
附圖1所示,以內層玻璃3靠近室內一側稱之為內側,靠近室外一側稱之為外側。所述中間水層18的頂部內側設置有進水口8,頂部外側設置有最高水位溢水口7,底部設置有排水口10;所述最高水位溢水口7和進水口8位于同一水平線上;所述內層玻璃3的頂部設置有排氣柵6,所述排氣柵6與所述排氣腔4直接相連通。
該多功能智能調溫空調玻璃系統還包括經過中間水層18向排氣腔4供氣的空氣凈化進氣單元,所述空氣凈化進氣單元位于所述智能玻璃幕墻系統的底部,所述空氣凈化進氣單元包括內進氣口13、外進氣口9、四通管12和抽吸泵(附圖中未標示出),所述內進氣口13、外進氣口9和四通管12位于同一水平直線上且彼此通過透明通氣軟管連接,所述內進氣口13和外進氣口9均通過四通管12和透明通氣軟管與中間水層18和抽吸泵連接,所述四通管12和透明通氣軟管內裝活性炭和滲透膜。
該多功能智能調溫空調玻璃系統還設有制冷裝置15,所述制冷裝置15設置于中間水層18的底部且靠近中層玻璃2的一側。
該多功能智能調溫空調玻璃系統還設有水霧化器16,所述水霧化器16位于排氣腔4內,所述水霧化器16與中間水層18相連。
該多功能智能調溫空調玻璃系統還設有發熱電纜14和熱傳感器19,所述發熱電纜14位于中間水層18的底部靠近中層玻璃2的一層,所述熱傳感器19位于中間水層18的底部靠近內層玻璃3的一側。
該多功能智能調溫空調玻璃系統還包括對所述的中間水層18供水的供水單元。
所述變色液儲藏裝置20、進液口5、抽吸泵、出液口11和可變色液體層17的組成玻璃變色系統。進水口8、排水口10和最高水位溢水口7組成中間水層18的給排水系統。外進氣口9、內進氣口13、四通管12、排氣柵6、中間水層18、水霧化器16、排氣柵6組成空氣凈化系統。制冷裝置15、發熱電纜14、水霧化器16和熱傳感器19組成調溫系統。以上系統的相互作用實現了多功能智能調溫空調玻璃系統的多重功能。
1、變色功能的實現:多功能智能調溫空調玻璃系統創造性的利用玻璃透明無色通過改變液體層的顏色是玻璃著色具有液體層顏色。采用三層結構設計,在外雙層玻璃中間可變色液體層17處加入帶有色素的溶液(或其它液體)是玻璃整體具有色素溶液的顏色。變色液儲藏裝置20處帶有色素的溶液(或其它液體)通過進液口5流入可變色液體層17處從而改變玻璃顏色,如需變色可將帶有色素的溶液(或其它液體)通過出液口11抽入變色液儲藏裝置20處將其它顏色有色素的溶液(或其它液體)注入從而完成循環改變玻璃顏色。可根據客戶需要用抽取注入的方法更換色素顏色從而改變玻璃顏色滿足客戶需要。這樣可以是以前單一的建筑顏色變得繽紛多彩,多功能智能調溫空調玻璃系統也可用在室內隔斷和地板,可根據房主需要改變墻面顏色和地板顏色。
2、空氣凈化功能的實現:多功能智能調溫空調玻璃系統創造性的利用活性炭和防滲透膜對微小可吸入顆粒物(PM2.5等)和有害氣體具有的吸附能力,化學洗氣法水對微小可吸入顆粒物(PM2.5等)和溶于水有害氣體(如甲醛、氨氣、氡氣等)具有的吸附能力和溶解性的原理,霧化水后的小水滴吸附能力,以上三種方式凈化空氣。將室內外空氣從內進氣口13或外進氣口9吸入四通管內12(利用活性炭和反滲透原理)經過活性炭和滲透膜去除室內外空氣中部分的pm2.5等可吸入顆粒物和有害氣體。室內外空氣經過活性炭和滲透膜將空氣變成微小氣泡增加與水層18的接觸面積,從而增強水層對空氣中可吸入顆粒物(PM2.5)和溶于水的室內外空氣污染物(如甲醛、氨氣等)的吸附能力。第一次凈化后的室內外空氣再從四通管12內流入水層18仿效化學實驗洗氣發的原理吸收空氣中的細顆粒物(PM2.5)和溶于水的室內外空氣污染物(如甲醛、氨氣等)。第二次凈化后的室內外空氣經過水霧化器16再次去除空氣中的微小可吸入顆粒物(PM2.5等)和溶于水的室內外空氣污染物(如甲醛、氨氣等)。內進氣口13、外進氣口9和四通管12內均設有抽氣泵,當凈化室內空氣時外進氣口9關閉,內進氣口開啟抽氣泵將室內空氣從內進氣口13抽到四通管12處通過四通管12的上出氣孔流入中間水層18過濾。當凈化室外空氣時內進氣口13關閉,外進氣口9開啟抽氣泵將室外空氣從外進氣口9抽到四通管12處通過四通管12的上出氣孔流入中間水層18過濾,從而就有新風功能。經過三次凈化處理后的室內空氣從排氣柵6處流出,確保了室內空氣的質量。
3、制熱功能的實現:多功能智能調溫空調玻璃系統利用水比熱容較大,在質量相同的情況下,升高同樣的溫度,能吸收大量熱量,降低同樣的溫度,放出大量的熱量,所以將水作為很好的取暖或散熱介質。創造性的利用熱傳導方式制熱、加熱室內外空氣形成風熱方式制熱、霧化熱水方式制熱三種方式制熱。具體實施方式如下:(一)熱傳導方式制熱,通過發熱電纜14加熱內雙層玻璃中間水層18處水或利用太陽能冬天在中層玻璃2上噴涂太陽光吸收涂料,吸收太陽能的熱量加熱中間水層18的水,抽取外雙層玻璃中間17處空氣抽取后形成相對真空層,以減少空氣對流和傳導而喪失的中間水層18處水的熱損失。以熱水為熱媒是水以不高于70℃,加熱內層玻璃3的溫度,通過內層玻璃3以輻射傳導方式向室內導熱實現制熱功能;(二)家熱室內外空氣形成風熱方式制熱,室內外空氣通過內進氣口13或外進氣口9吸入四通管12經過活性炭層和滲透膜將空氣變成微小氣泡增加與中間水層18處水的接觸面積,從而增強水層對流入空氣熱傳導能力。室內外空氣再從四通管12內流入中間水層18處水時被加熱。室內外空氣凈化加熱后形成熱空氣從排氣柵6處流出。(三)霧化熱水方式制熱,水霧化器16將熱水霧化后流入室內,霧化后的小水滴氣化釋放熱量與流出的熱空氣共同增加室內溫度和濕度。通過以上三種方式單獨或混合使用更好的達到制熱目的。熱電纜14位于中間水層18的底部靠近中層玻璃一側,熱傳感器19位于內層玻璃室內一側底部,水霧化器16位于內層玻璃3的頂部和排氣柵6頂部相連。
4、制冷功能的實現:多功能智能調溫空調玻璃系統用水比熱容較大,在質量相同的情況下,升高同樣的溫度,能吸收大量熱量,降低同樣的溫度,放出大量的熱量,所以將水作為很好的取暖或散熱介質。同樣創造性的利用熱傳導方式制冷、冷卻室內外空氣形成冷風方式制冷、霧化涼水方式制冷三種方式制冷。具體實施方式如下:(一)熱傳導方式制冷,通過制冷裝置15(或冷水管循和地暖空調循環)降低內雙層玻璃中間水層18處水的溫度,以水為媒介是水的溫度不高于10度,降低內層玻璃3溫度,通過內層玻璃3以輻射傳導方式向室內吸熱實現制冷功能。(二)冷卻室內外空氣形成冷風方式制冷,室內外空氣通過內進氣口13或外進氣口9吸入四通管12經過活性炭層和滲透膜將空氣變成微小氣泡增加與中間水層18處水的接觸面積,從而增強水層對空氣冷卻熱傳導能力。室內外空氣再從四通管12內流入中間水層18處水時被冷卻。室內外空氣凈化冷卻后形成冷空氣從排氣柵6處流出。(三)霧化涼水方式制冷,水霧化器16將涼水霧化后流入室內,霧化后的小水滴在風的作用下加速氣化吸收熱量與流出的冷空氣共同降低室內溫度。通過以上三種方式單獨或混合使用更好的達到制冷目的。制冷裝置15位于中間水層18的底部靠近中層玻璃一側,熱傳感器19位于內層玻璃室內一側底部,水霧化器16位于內層玻璃3的頂部和排氣柵6頂部相連。
5、增強了紅外線、紫外線等有害光線的吸收,降低了太陽光的強度。
6、增強了玻璃的隔音性能:多功能智能調溫空調玻璃系統通過三層玻璃結構設計是幕墻形成三玻兩腔玻璃的結構。聲音經過物體會發生反射和透射兩種現象。有兩種方式增強玻璃的隔音性能。第一種方式,當噪音通過多功能智能調溫空調玻璃系統三玻兩腔玻璃的結構時大部分噪音被外層玻璃1反射,部分噪音通過外層玻璃1投射到外雙層玻璃中間可變色液體層17處被液體吸收部分能量,剩余部分能量被中層玻璃2反射(再次反復被中間可變色液體17處液體吸收)和投射。經過中層玻璃投射后的噪音又被內雙層玻璃中間水層18處水吸收部分能量后再被內層玻璃3反射(再次反復被內雙層玻璃中間水層18處水吸收),最終達到增強了隔音性的目的。第二種方式利用真空隔音原理,當把可變色液體層17處液體從出液口11處抽空后繼續抽取外雙層玻璃中間空氣后形成相對真空層,從而達到兩片玻璃中間是相對真空,真空狀態下聲音是無法傳導,所以真空玻璃的真空層可以有效地阻隔聲音的傳遞,特別是對于穿透性較強的中低頻率,效果十分顯著。以上兩種方式增強了玻璃的隔音性能。
7、增強建筑物的抗風抗震性:在正常的風壓狀態下,距地面高度為10米處,如風速為5米/秒,那么在90米的高空,風速可達到15米/秒。若高達300-400米,風力將更加強大,即風速達到30米/秒以上時,摩天大樓會產生晃動。紐約世貿中心在春季刮風時,通常搖晃偏離中心6-12英寸(15-30厘米),在強颶風作用下,位移可達3英尺(1英尺約等于30厘米),設計按最大風力下的最大偏離為4英尺。為了減少強風對建筑物的影響,防止高空強風及臺風吹拂造成的搖晃,高層建筑通常會安裝調諧質塊阻尼器,而多功能智能調溫空調玻璃系統內雙層玻璃中間水層18處水為非閉合設計,可模仿調諧質塊阻尼器的原理,當有外力傳于建筑物,建筑物的擺動會將能量傳到內雙層玻璃中間水層18處,令內雙層玻璃中間水層18處水同時產生相反的擺動,部分內雙層玻璃中間水層水18會通過排氣柵6滿處。這相反的擺動剛好與建筑物的擺動方向不同,所以可令建筑物本身的擺動減少。達到增強建筑物的抗風抗震性。
8、增加夜景亮化功能:多功能智能調溫空調玻璃系統創造性的采用三層結構設計,在外雙層玻璃中間可變色液體層17處加入不同顏色的熒光液。是玻璃整體具熒光色。變色液儲藏裝置20處不同顏色的熒光液通過進液口5流入可變色液體層17處從而改變玻璃熒光色,如需改變熒光色可將不同顏色的熒光液通過出液口11抽入變色液儲藏裝置20處將其它不同顏色的熒光液注入從而完成循環改變玻璃熒光色。可根據客戶需要用抽取注入的方法更換熒光液顏色從而改變夜間玻璃顏色滿足客戶需要。這樣可以替代傳統的建筑燈光亮化,利用太陽能為客戶省去傳統燈光亮化的電費支出,達到節能環保的目的。多功能智能調溫空調玻璃系統夜景亮化功能也可用在室內隔斷和地板,可根據房主需要改變墻面顏色和地板熒光顏色。
9、增強了防火性能:多功能智能調溫空調玻璃系統當遇到火災時建筑物內部火焰加熱內層玻璃3,內層玻璃3通過熱傳導加熱內雙層玻璃中間水層18處水直到水沸騰,這樣內層玻璃3的始終溫度控制在100度以內,不會像傳統玻璃因大火加熱到一定溫度后融化或爆裂。同時溫度傳感器19會開啟進水口8的水,同時關閉最高水位溢水口7是內雙層玻璃中間水層18處的水漫出撲滅火災。
10、增加水幕墻功能:多功能智能調溫空調玻璃系統通過進水口8流出的水流向內層玻璃3通過引流方式流入內雙層玻璃中間水層18。再通過內排水口10排出流入進水口8流出形成內循,從而環形成水幕墻增加美觀性。
11、提高玻璃材質安全性:為了達到安全性多功能智能調溫空調玻璃系統外層玻璃1、中層玻璃2、內層玻璃3均采用鋼化玻璃組成,同時為增強安全性各層玻璃也可采用鋼化玻璃貼膜和雙層夾膠鋼化玻璃。
12、減少幕墻玻璃光污染功能:光污染是指高層建筑的幕墻上采用了涂膜或鍍膜玻璃,當日光和人工光照射到玻璃表面上時由于玻璃的鏡面反射而產生的眩光,作為現代高層建筑時代的顯著特征之一,玻璃幕墻在為城市增色的同時,所造成的光污染問題也越來越普遍,特別是光線較強的夏天。多功能智能調溫空調玻璃系統通過在外雙層玻璃中間可變色液體層17處加入帶有色素的水溶液(或其它液體)是玻璃整體具有色素溶液的顏色,減弱和吸收涂膜或鍍膜玻璃的光反射從而降低城市光污染問題。
13、實現調節為真空玻璃功能:多功能智能調溫空調玻璃系統通過當把外雙層可變色液體層17處液體從出液口11抽空后繼續抽取外雙層玻璃中間17處空氣后形成相對真空層,從而達到兩片玻璃中間是相對真空,多功能智能調溫空調玻璃系統具有真空玻璃性能,真空狀態下聲音是無法傳導和真空狀態下熱量無法傳導,最終達到增強了隔音性隔熱性的目的。
以上所述,僅為本實用新型較佳的具體實施方式,但本實用新型的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內,根據本實用新型的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變,都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。