溫度感應智能恒溫生態采光天棚及控溫方法與流程

本發明涉及采光天棚，特別涉及一種溫度感應智能恒溫生態采光天棚及控溫方法。

背景技術：

采光天棚，又稱采光頂，是建筑屋頂的一種形式，現代化建筑很多都采用了采光天棚，如大型商場、辦公樓等建筑，這類建筑對其內部環境的舒適性具有較高要求，一般都配備有空調系統進行制冷或制熱，使室內保持恒溫，但是這也帶來了極大的空調能耗問題，采光天棚作為室內和室外熱交換的中間體，在建筑內恒溫環境的保持中起到重要作用。

順應上述趨勢，雙層采光天棚逐漸進入人們的視野，圖7示意了現有技術中的一種雙層采光天棚，它包括內層玻璃1、外層玻璃2以及兩者之間形成的中空層3，中空層3構成空氣緩沖層，減少室內外之間的熱交換，使室內溫度相對穩定，減少室內熱能的損失，從而節約能源和空調運行維修費用，但是這種雙層采光天棚，空調系統在開啟制冷或制熱時能耗依舊較大，節能性能不足。

技術實現要素：

本發明的目的一是提供一種溫度感應智能恒溫生態采光天棚，其具有更為節能的優點。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種溫度感應智能恒溫生態采光天棚，包括分體式設置的內側玻璃、外側玻璃，所述的內側玻璃與外側玻璃分別獨立的安裝在天棚安裝結構的內、外側，所述的內側玻璃以及外側玻璃之間形成獨立的中空層，所述的中空層的兩側設有循環風口，所述的溫度感應智能恒溫生態采光天棚還包括單片機，所述的單片機耦接有：

第一啟閉機構， 用于控制循環風口的啟閉；

室外溫度傳感器，設置于室外，用于檢測室外的溫度并輸出溫度信號To；

中空層溫度傳感器，設置于中空層，用于檢測中空層溫度并輸出溫度信號Tm；

溫控單元，設置于中空層內的幕墻安裝結構上，受單片機的控制實現制冷模式或制熱模式并結合風口啟閉的方案以實現調節中空層的溫度使中空層溫度維持在預設溫度信號Tx, 所述的方案包括：

運行策略一、在室外溫度傳感器檢測到環境溫度To＞25攝氏度時，當To＞Tm＞Tx時，單片機控制第一啟閉機構動作，使得循環風口開啟，在循環風的作用下帶走一部分熱量以降低中空層的溫度直至Tm趨于一穩定值,若Tm＞Tx，則單片機控制循環風口關閉并強制啟動溫控單元進行制冷模式，使得Tm＝Tx；

運行策略二、在室外溫度傳感器檢測到環境溫度To為22-25攝氏度時，單片機控制循環風口處于常開狀態，以實現循環通風，使得Tm＝Tx；

運行策略三、在室外溫度傳感器檢測到環境溫度To＜22攝氏度時，單片機控制第一啟閉機構動作，使得循環風口處于關閉狀態，并強制啟動溫控單元進行制熱模式，使得Tm＝Tx。

通過采用上述技術方案，將該采光天棚裝飾在建筑物的頂部，通過溫度傳感器檢測室外溫度以及中空層溫度以及結合循環風口的啟閉情況選擇使中空層溫度保持在預設溫度信號Tx的控制方式，當處于制冷模式時，打開循環風口使得中空層內的空氣進行循環，降低一部分的熱量后再通過空調強制制冷使得中空層的溫度通過空調維持在預設溫度Tx，就相當于給建筑物增加了一層恒溫保溫層，可以有效防止室內熱量的散失，由于外側玻璃為雙層玻璃，在夏天的時候可以有效減小太陽的輻射，有效阻隔室外熱量進入到中空層內，進而降低中空層的制冷功耗，同時內側玻璃為單層玻璃的設置也使得中空層內的熱量的往室內傳遞，而不會往室外傳遞進一步降低制冷功耗；在冬天室外溫度較低的時候，由于雙層玻璃的作用也可以有效具有更好的保溫效果，中空層內形成溫室效應，可以降低制熱的功耗；有恒溫保溫層的存在可以阻隔室外溫度對室內溫度的影響，使得室內溫度能長期保持在某一溫度，不需要頻繁的啟動室內空調，以達到節能的效果。

作為優選的，所述的內側玻璃設有通風口，所述的通風口上設有用于開啟或者關閉的第二啟閉機構。

通過采用上述技術方案，單片機控制通風口的啟閉更為簡單方便。

作為優選的，所述的第一啟閉機構以及第二啟閉機構為電動百葉窗。

通過采用上述技術方案，電動百葉窗的控制方式更為方便簡單。

作為優選的，所述的中空層溫度傳感器為多個且分別設置于內側玻璃以及外側玻璃上。

通過采用上述技術方案，可以使得中空層溫度傳感器檢測的數據更為準確。

作為優選的，還包括用于將采光天棚安裝到建筑物上的安裝結構，所述的安裝結構包括固定于建筑物上的固定座、連接相鄰內側玻璃之間的安裝框以及連接安裝框與固定座之間的第一角碼。

通過采用上述技術方案，可以更為方便的將該采光天棚安裝在建筑物上。

作為優選的，所述的安裝框包括用于與建筑物連接的橫梁、用于夾持玻璃的壓條以及連接在壓條外部的外框。

通過采用上述技術方案，這種方式可以使得幕墻安裝更加簡單方便。

作為優選的，所述的壓條中部通過螺栓與橫梁連接，所述壓條兩側的端面向內凹陷形成卡槽，所述外框兩側的內端面向內凸出形成與卡槽配合的卡塊。

通過采用上述技術方案，壓條通過螺栓擰緊的過程中，可能會使中部過度受力而導致兩端翹起降低中空層的密封性能，增加中空層熱量的散失提高耗能；而當壓條兩端卡在外框可以在壓條中部過度受力時有效防止壓條兩端翹起以提高密封性能，從而減小中空層熱量的散失。

作為優選的，所述的中空層溫度傳感器型號為DS18B20。

通過采用上述技術方案，DS18B20體積小，適于各種環境安裝，對惡劣環境抵抗力強，且為數字輸出，節約了模數轉換，硬件開銷低，采用三線制連接單片機，簡化方案，以及還具有抗干擾能力強，精度高的特點。

作為優選的，所述的壓條中部與橫梁之間連接有密封條。

通過采用上述技術方案，可以提高兩者之間連接的穩定性。

本發明的目的二是提供一種控溫方法，其具有更為節能的優點。

本發明的上述技術目的二是通過以下技術方案得以實現的：

一種控溫方法，其運用了上述的溫度感應智能恒溫生態采光天棚；包括，

按季節不同，采光天棚主動執行三種運行策略，并對應三種系統運行模式；單片機可選擇執行環境實時監測驅動和手動輸入驅動的兩種工作模式，實現對采購天棚的自主溫控操作或單獨溫控操作 ；

所述的三種運行策略依據三種季節工況對應執行三種運行模式，受單片機的控制實現制冷模式或制熱模式并結合風口啟閉的以實現調節中空層的溫度使中空層溫度維持在預設溫度信號Tx；其中預設溫度信號Tx為22-25攝氏度的某一溫度值；

運行策略一、在室外溫度傳感器檢測到環境溫度To＞25攝氏度時，當To＞Tm＞Tx時，單片機控制第一啟閉機構動作，使得循環風口開啟，在循環風的作用下帶走一部分熱量以降低中空層的溫度直至Tm趨于一穩定值,若Tm＞Tx，則單片機控制循環風口關閉并強制啟動溫控單元進行制冷模式，使得Tm＝Tx；

運行策略二、在室外溫度傳感器檢測到環境溫度To為22-25攝氏度時，單片機控制循環風口處于常開狀態，以實現循環通風，使得Tm＝Tx；

運行策略三、在室外溫度傳感器檢測到環境溫度To＜22攝氏度時，單片機控制第一啟閉機構動作，使得循環風口處于關閉狀態，并強制啟動溫控單元進行制熱模式，使得Tm＝Tx。

綜上所述，本發明具有以下有益效果：綜上所述，本發明具有以下有益效果：該采光天棚安裝在建筑物的頂部，就相當于給建筑物裹上了一層保溫層，可以減小外界環境對室內溫度的影響，在冬季時可以有效防止室內溫度的散失，使得即使室內溫度能長時間維持在某一溫度，而不需要經常性的啟動室內空調；在夏季的時候有保溫層的存在可以阻隔室外高溫對室內低溫的影響，使得室內溫度能長期保持在某一溫度，不需要頻繁的啟動室內空調，以達到節能的效果；當通過溫控單元以循環風口啟閉結合的方式，可以使得中空層達到恒溫更為節能。

附圖說明

圖1為實施例一的結構示意圖；

圖2為圖1中的A部放大圖;

圖3是圖1中的B部放大圖；

圖4是電路控制圖；

圖5為實施例三的結構示意圖；

圖6為實施例四的結構示意圖；

圖7為現有技術的結構示意圖。

圖中，1、內側玻璃； 2、外側玻璃； 3、中空層；4、空調； 52、中空層溫度傳感器；52a、中空層溫度傳感器；52b、中空層溫度傳感器；52c、中空層溫度傳感器；6、密封條；71、固定座； 721、橫梁；7211、主體；722、壓條；7221、卡槽；723、外框；7231、卡塊；7232、第二凸塊；73、第一角碼；74、立柱；107、墻體。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

實施例1：參見圖1，一種溫度感應智能恒溫生態采光天棚系統，包括機械部分以及電路部分，該智能恒溫采光天棚系統所采用的內側玻璃1為單層玻璃，外側玻璃2為中空雙層玻璃，單層玻璃以及雙層玻璃安裝在建筑物頂部，單層玻璃、雙層玻璃以及建筑物之間形成一個中空層 3，中空層3兩側設有循環風口21；循環風口21上設有第一啟閉機構，在內側玻璃1上設置通風口11，在通風口11上述設置第二啟閉機構，并在中空層內設置一個溫控單元，如此設置就使得中空層 3內空氣形成循環而不會與外界的空氣進行氣流交換，更為節能。

參見圖4所示，該采光天棚的電路部分，單片機型號為AT89C51其中輸入端耦接中空層溫度傳感器52以及室外溫度傳感器51，輸出端耦接第一啟閉機構以及溫控單元其中中空層溫度傳感器52以及室外溫度傳感器的型號為DS18B20，溫控單元為變頻空調4。

此外，當然可以將變頻空調4設置在中空層3外側，然后將變頻空調4的進風口以及出風口均連接在中空層3內，如此設置就使得中空層 3內空氣形成循環而不會與外界的空氣進行氣流交換，更為節能。

中空層溫度傳感器52設置于內側玻璃1上，用于檢測中空層3溫度并向單片機反饋輸出中空層3內溫度信號Tm。

室外溫度傳感器51設置于外側玻璃 2上，用于檢測室外的溫度并向單片機反饋輸出室外溫度信號To。

溫控單元根據單片機接收該溫度信號Tm與預設溫度信號Tx進行比較從而控制空調4制冷或制熱使中空層3溫度維持在預設溫度信號Tx。

通過單片機接收溫度信號To以及溫度信號Tm與單片機設定的預設溫度信號Tx比較以選擇控制中空層3恒溫溫度等于預設溫度信號Tx的最優控溫方式，以起到更為節能的效果。

在節能原理：從兩個方面體現節能，其一在建筑物裝修的時候，將該溫度感應智能恒溫生態采光天棚裝飾在建筑物的頂部，相當于給建筑物裹上保溫層以實現節能，其二是對中空層3達到恒溫的方式進行節能。

其一、該溫度感應智能恒溫生態天棚，包裹在建筑物的頂部，就相當于給建筑物裹上了一層保溫層，可以減小外界環境對室內溫度的影響，在冬季時可以有效防止室內溫度的散失，使得即使室內溫度能長時間維持在某一溫度，而不需要經常性的啟動室內空調；在夏季的時候有保溫層的存在可以阻隔室外高溫對室內低溫的影響，使得室內溫度能長期保持在某一溫度，不需要頻繁的啟動室內空調，以達到節能的效果；此外該方式還可以代替室內空調。

其二、對中空層3恒溫方式的選擇。

具體如下：具體說明，按季節不同，采光天棚主動執行三種運行策略，并對應三種系統運行模式；單片機可選擇執行環境實時監測驅動，實現對采光天棚的自主溫控操作或單獨溫控操作 ；

三種運行策略依據三種季節工況對應執行三種運行模式，受單片機的控制實現制冷模式或制熱模式并結合風口啟閉的以實現調節中空層3的溫度使中空層3溫度維持在預設溫度信號Tx；其中預設溫度信號Tx為22-25攝氏度的某一溫度值；本實施例中預設溫度信號Tx取22攝氏度。

運行策略一、在室外溫度傳感器51檢測到環境溫度To＞25攝氏度時，當To＞Tm＞Tx時，單片機控制第一啟閉機構動作，使得循環風口21開啟，在循環風的作用下帶走一部分熱量以降低中空層3的溫度直至Tm趨于一穩定值,若Tm＞Tx，則單片機控制循環風口21關閉并強制啟動溫控單元進行制冷模式，使得Tm＝Tx；

運行策略二、在室外溫度傳感器51檢測到環境溫度To為22-25攝氏度時，單片機控制循環風口21處于常開狀態，以實現循環通風，使得Tm＝Tx；

運行策略三、在室外溫度傳感器51檢測到環境溫度To＜22攝氏度時，單片機控制第一啟閉機構動作，使得循環風口21處于關閉狀態，并強制啟動溫控單元進行制熱模式，使得Tm＝Tx。

若當檢測到室外溫度To＝預設溫度Tx時，單片機控制第二啟閉機構打開以實現通風。

該實施例中第一啟閉機構以及第二啟閉機構為電動百葉窗6結構。

更為重要的是由于外側玻璃 2為雙層玻璃，在夏天的時候可以有效減小太陽的輻射，有效阻隔室外熱量進入到中空層3內，進而降低中空層3的制冷功耗，同時內側玻璃1為單層玻璃的設置也使得中空層3內的熱量的往室內傳遞，而不會往室外傳遞進一步降低制冷功耗。

此外，為了更一步的提高節能效果可以將外側玻璃的雙層玻璃替換成雙層真空玻璃，可以更有效的防止中空層 3的熱量散失到室外。

結合圖1至圖3對安裝結構做以下說明，固定座71嵌在建筑物墻體107內，將橫梁721通過第一角碼73安裝在固定座71上。

左右相鄰內側玻璃1以及外側玻璃2之間通過橫梁 721以及壓條722的作用實現固定。

對橫梁721的具體結構作如下說明，主體7211的中部凸出形成連接塊，壓條722通過螺栓與連接塊固定，其中壓條722兩側的端面向內凹陷形成卡槽7221，并在壓條722上設有一個外框723，外框723兩側的內端面向內凸出形成與卡槽7221配合的卡塊7231。

當壓條722通過螺栓擰緊的過程中，會使壓條722的中部過度受力而導致兩端翹起而當壓條722兩端卡在外框723可以在壓條722中部過度受力時有效防止壓條722兩端翹起以提高密封性能，從而減小中空層3熱量的散失。此外為了進一步防止壓條722兩端翹起可以在外框723上設有第二凸塊7232，當外框723蓋合在壓條722上時，第二凸塊7232與壓條722端部抵接。

為了增強中空層3的密封性能，壓條722中部與主體7211之間連接有密封條6。

實施例二、參見圖5所示，一種溫度感應智能恒溫生態采光天棚，與實施例一的區別在于，該實施例中內側玻璃1上并沒有設置通風口11。

實施例三、一種溫度感應智能恒溫生態采光天棚，與實施例一的區別在于：可以將空調4替換成半導體制冷制熱元件以實現對中空層3溫度的調節。

實施例四、參見圖6所示，一種溫度感應智能恒溫生態采光天棚，與實施例一的區別在于：將中空層溫度傳感器52設置為3個，其中中空層溫度傳感器52a設置在外側玻璃1左部，中空層溫度傳感器52b設置在內側玻璃1中部，中空層溫度傳感器52c設置在外側玻璃2右側以進一步提高檢測數據的準確性，從而提高節能效果。

本具體實施例僅僅是對本發明的解釋，其并不是對本發明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本發明的權利要求范圍內都受到專利法的保護。