專利名稱：通風(fēng)系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通風(fēng)系統(tǒng)，更具體地，涉及這樣一種通風(fēng)系統(tǒng)，其在不干擾陽光路徑的位置配置有太陽能電池，并使用由該太陽能電池產(chǎn)生的能量來運行人造發(fā)光系統(tǒng)或該通風(fēng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)包括用于形成氣流路徑的管道和用于引導(dǎo)和排出室內(nèi)/室外空氣的風(fēng)扇組件。
此外，在通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)安裝能夠部分地回收包含在室內(nèi)空氣中的熱能的全熱交換器。
同時，傳統(tǒng)的發(fā)光系統(tǒng)包括人工地照明室內(nèi)空間的燈。最近，已經(jīng)廣泛地使用光導(dǎo)管來均勻地照明室內(nèi)/室外空間。當光傳播時，光導(dǎo)管完全反射由燈所產(chǎn)生的光以降低光損失。
然而，發(fā)光系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)具有下述的問題。
由于在室內(nèi)空間中需要用于發(fā)光系統(tǒng)的空間和用于通風(fēng)系統(tǒng)的空間，因此發(fā)光系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)占據(jù)了很大的室內(nèi)空間。此外，用于這些系統(tǒng)的各種線路布置復(fù)雜。
當將光導(dǎo)管用于發(fā)光系統(tǒng)時，光導(dǎo)管和管道被獨立地布置在天花板上，因此它們的安裝空間增加并且安裝過程復(fù)雜化。
為了適當?shù)恼彰骱屯L(fēng)，它們必須被設(shè)置在合適的位置。然而，當這些合適的位置彼此沖突時，就使得這些合適的位置之一變得不再合適。
由于布置設(shè)計而不可避免地導(dǎo)致光導(dǎo)管或管道彎曲，因此光導(dǎo)管的總反射效率可能降低，或者管道的內(nèi)流阻增加。
由于傳統(tǒng)的光導(dǎo)管使用分離的燈來照明室內(nèi)空間，因此不管室外天氣如何燈必須總是開啟以照明室內(nèi)空間，因此能量消耗增加。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在提供一種通風(fēng)系統(tǒng)及其控制方法，其基本上避免了由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺點所帶來的一個或多個問題。
本發(fā)明的目的是提供一種通風(fēng)系統(tǒng)，其能夠同時地實現(xiàn)照明和通風(fēng)，并且易于以更少的安裝空間安裝。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種通風(fēng)系統(tǒng)，其使用太陽能電池作為人造光源的副電源及該系統(tǒng)的副電源。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種通風(fēng)系統(tǒng)，其使用太陽能電池作為副電源，從而降低能量損耗。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種控制所述通風(fēng)系統(tǒng)的方法。
本發(fā)明的其它優(yōu)點，目的，以及特征將部分地在下面的描述中說明，并且對于所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員在研究了下述描述后部分地將變得明顯或者可以從本發(fā)明的實踐中得知。通過在書面的描述和其權(quán)利要求以及隨附的附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)和得到本發(fā)明的目的其它優(yōu)點。
為了實現(xiàn)這些目的和其它優(yōu)點，根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里實施和廣泛描述的，提供了一種通風(fēng)系統(tǒng)，其包括用于將室外空氣和光導(dǎo)向室內(nèi)空間的管道；用于將沿所述管道傳播的自然光轉(zhuǎn)換為電能的太陽能電池；用于將由所述太陽能電池產(chǎn)生的所述電能轉(zhuǎn)換為人造光并將所述人造光發(fā)射到所述室內(nèi)空間的光源；以及連接到所述管道的通風(fēng)裝置。
在本發(fā)明的另一方面，提供了一種通風(fēng)系統(tǒng)，其包括排氣管道，用于將室內(nèi)空氣排出到室外面；供應(yīng)管道，用于將室外空氣和光導(dǎo)向室內(nèi)空間；通風(fēng)裝置，連接到每個管道；光收集單元，用于引導(dǎo)自然光到所述供應(yīng)管道；太陽能電池，將引入到所述供應(yīng)管道的自然光轉(zhuǎn)換為電能；以及光源，將由所述太陽能電池產(chǎn)生的所述電能轉(zhuǎn)換為人造光并將所述人造光發(fā)射到所述室內(nèi)空間。
在本發(fā)明的又一方面，提供了一種控制通風(fēng)系統(tǒng)的方法，其包括將自然光導(dǎo)向管道，其中空氣沿所述管道流動；將入射自然光的能量轉(zhuǎn)換為電能；以及將所述電能轉(zhuǎn)換為人造光并將所述人造光發(fā)射到室內(nèi)空間中。
根據(jù)本發(fā)明，由于通風(fēng)系統(tǒng)同時地實現(xiàn)照明和通風(fēng)，因此其易于以更少的安裝空間安裝。
此外，由于通風(fēng)系統(tǒng)使用太陽能電池作為人造光源的副電源以及該系統(tǒng)的副電源，因此能夠降低能量消耗。
應(yīng)該理解本發(fā)明的前述的概括描述和下面的詳細描述是示例性的和解釋性的，其旨在提供對權(quán)利要求請求保護的本發(fā)明的進一步的解釋。


附圖提供對本發(fā)明的進一步理解，并構(gòu)成本申請的一部分。附圖示出本發(fā)明的一個或多個實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的通風(fēng)系統(tǒng)的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光收集單元的示圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的人造光源的示圖；圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的自然光入射到室內(nèi)空間中的示圖；圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例由第二光源單元發(fā)射的人造光入射到室內(nèi)空間中的示圖；以及圖6和圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的通風(fēng)系統(tǒng)的示圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將詳細參照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在附圖中示出本發(fā)明的示例。然而，本發(fā)明可以以多種不同的形式來實施，并且不應(yīng)被解釋為對這里所述實施例的限制；提供這些實施例僅是為了使得公開內(nèi)容徹底和完整，并向所屬領(lǐng)域技術(shù)人員完整地傳達本發(fā)明的概念。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的通風(fēng)系統(tǒng)的示意圖。
參照圖1，通風(fēng)系統(tǒng)1包括通風(fēng)裝置100，用于給室內(nèi)空間通風(fēng)；通風(fēng)管道200，用于引導(dǎo)光和室外空氣；光收集單元230，用于將自然光導(dǎo)向通風(fēng)管道200；以及人造光源240和330，用于將人造光提供給通風(fēng)管道200。
通風(fēng)管道200連接到通風(fēng)裝置100，其包括第一管道單元210，用于引導(dǎo)光和室外空氣；第二管道單元220，其連接到第一管道單元210以將光和室外空氣引導(dǎo)到室內(nèi)空間。
在通風(fēng)管道200的內(nèi)表面上縱向地布置多個光纖。在這種情況下，光纖可以包括由聚甲基丙烯酸甲酯形成的纖芯以及由氟聚甲基丙烯酸甲酯形成的包層(clad array)。
因此，由于包層的折射率低于纖芯的折射率，所以從光纖的第一端引入的光在纖芯和包層之間的接觸表面上被全反射，并被引導(dǎo)向光纖的第二端。
第一管道單元210可以被布置為朝向日出和日落的方向。即，第一管道單元210被布置在建筑物的東邊和西邊。對于朝向南方的房屋或建筑物，第一管道單元210可以被布置為朝向南方或西南方。
可以對第一管道單元210的外部表面進行密封，以防止自然光或人造光泄漏到室外面。即，第一管道單元210可以被埋入在建筑物的墻壁內(nèi)或由屏蔽構(gòu)件211包圍。
這是為了防止光污染。即，通過防止人造光在夜間發(fā)射到外表面，來防止生態(tài)破壞和對人睡眠的打擾。
用于將自然光導(dǎo)向通風(fēng)管道200的光收集單元230被安裝在第一管道單元210上。光收集單元230包括多個太陽能電池，用于將自然光轉(zhuǎn)換為電能并利用被轉(zhuǎn)換的電能充電。
由光收集單元230的太陽能電池充入的電能可以被用作對人造光源240和330的副電能。
即，光收集單元230可以根據(jù)太陽的高度來旋轉(zhuǎn)，以將自然光集中到第一管道單元210。可以對光收集單元230或第一管道單元210提供用于檢測太陽高度的傳感器。
在這種情況下，光收集單元230可以以圓盤形狀形成，其能夠折射和反射第一管道單元210上的陽光。光收集單元230可以被設(shè)計為通過發(fā)動機單元來旋轉(zhuǎn)。
光收集單元230被設(shè)計為覆蓋第一管道單元210的入口，以防止雪和雨水滲透進入第一管道單元210。
第一人造光源240用于第一管道單元210，第二人造光源330用于第二管道單元220。
可以提供由太陽能電池轉(zhuǎn)換的電能作為運行第二人造光源330所需要的能量。
可以在第一管道單元210上安裝光折射單元250，以朝向第二管道單元220折射自然光和人造光。在這種情況下，可以在第一管道單元210連接到第二管道單元220的部分配置光折射單元250。
還可以在第二管道單元220上安裝第一光入射角調(diào)節(jié)單元260，以調(diào)節(jié)第二管道單元220上的光入射角。第一光入射角調(diào)節(jié)單元260的作用是對通過第一管道單元上的光折射單元250按預(yù)定角度折射的光進行聚焦。
還可以在第一管道單元210和第二管道單元220上安裝第二和第三光入射角調(diào)節(jié)單元270和360，以調(diào)節(jié)從第一和第二人造光源240和330發(fā)射的人造光的入射角。
因此，從人造光源240和330發(fā)射的人造光被第二和第三光入射角調(diào)節(jié)單元270和360集中在第二管道單元220上，從而有效地發(fā)射到室內(nèi)空間中。
同時，通風(fēng)裝置100吸入室外空氣并將所吸入的室外空氣提供到室內(nèi)空間中。在這種情況下，還可以在通風(fēng)裝置100上安裝排氣管道，以將室內(nèi)空氣排放到室外面。還可以安裝用于吸入室內(nèi)/室外空氣的鼓風(fēng)機。此外，還可以安裝全熱交換器以通過室內(nèi)空氣與室外空氣的熱交換而回收釋放到室外面的一部分熱能。
還可以在通風(fēng)裝置100中安裝用于凈化室外空氣的灰塵收集過濾器?；覊m收集過濾器110過濾掉包含在室外空氣中的異物，從而防止照明功效被降低。
還可以在通風(fēng)裝置100中安裝除臭過濾器120，以對室外空氣除臭。
可以考慮光的傳播方向安裝灰塵收集過濾器110和除臭過濾器120，使得不會干擾光的傳播路徑。
圖2是光收集單元的示圖。
下面將參照圖2描述光收集單元230的能量充電結(jié)構(gòu)。
光收集單元230包括多個太陽能電池231，可將由外部能源(例如太陽)產(chǎn)生的光能轉(zhuǎn)換為電能；以及圓型頂，用于保護太陽能電池231。
此外，光收集單元230還包括充電單元235，用太陽能電池231轉(zhuǎn)換的電能來充電；第一電線234，將充電單元235連接到太陽能電池231；以及用于將充電單元235連接到外部部件的構(gòu)件。
這里，充電單元235通過第二電線236連接到第一或第二人造光源240和330。
如上所述，由在光收集單元230中的太陽能電池231所充的電能可以被用作人造光源的電源電壓。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)面向生態(tài)的通風(fēng)系統(tǒng)，并且用戶可靠性增加。
這里，第一和第二人造光源240和330可以是燈，當對其施加電源時，其能發(fā)射出具有預(yù)定發(fā)光強度的光。可以根據(jù)應(yīng)用通風(fēng)系統(tǒng)的位置適當?shù)卦O(shè)置燈的發(fā)光強度。
圖3是示出人造光源的示圖。
下面將更詳細地描述第二人造光源330。
第二人造光源330的功能是通過施加預(yù)定電壓來發(fā)射光，并充入電能。
即，第二人造光源330包括發(fā)射光的燈332和將自然光轉(zhuǎn)換為電能的太陽能電池331。
可以同時由第二人造光源330充入電能和光收集單元230充入電能，從而增加能量效率。
太陽能電池331還包括充電單元，其作用是將光能轉(zhuǎn)換為電能并用被轉(zhuǎn)換的電能充電。
下面將描述通風(fēng)系統(tǒng)的運行情況。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的自然光入射到室內(nèi)空間的示圖，圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的從第二光源單元發(fā)射的人造光入射到室內(nèi)空間的示圖。
首先，通風(fēng)系統(tǒng)具有發(fā)光模式和通風(fēng)模式，這兩種模式可以獨立地或同時地運行。根據(jù)太陽光的發(fā)光強度，發(fā)光模式可分為自然光模式和人造光模式。
下面將參照圖4描述通風(fēng)系統(tǒng)的自然光模式運行。
預(yù)定的控制單元可以從日出到日落自動地或由用戶手動地操作光收集單元230。
光收集單元230以預(yù)定的角度旋轉(zhuǎn)，在該預(yù)定的角度可以盡可能大地將自然光反射到第一管道單元210。因此，自然光入射到管道單元210并在全反射的同時進行傳播。
在這種情況下，太陽熱能被光收集單元230中的太陽能電池231轉(zhuǎn)換為電能。將被轉(zhuǎn)換的電能存儲在預(yù)定的充電單元中，從而其可以被用作第二人造光源330的電源電壓。
此外，第一管道單元210的光折射單元250折射被全反射到第二管道單元220中的自然光。被折射的自然光通過第一光入射角調(diào)節(jié)單元260入射，并從第二管道單元220的光纖反射。接著，自然光透射過管道單元220。被透射的自然光以預(yù)定的發(fā)光強度照明室內(nèi)空間。
同時，當通風(fēng)單元100運行時，室外空氣通過灰塵收集過濾器110并接著流入第一管道單元210。接著，被凈化的空氣通過第一管道單元210并接著流入第二管道單元220。沿第二管道單元220流動的室外空氣通過在通風(fēng)管道200上的擴散器221流入室內(nèi)空間，從而為室內(nèi)空間通風(fēng)。
下面將參照圖5描述通風(fēng)系統(tǒng)的人造光模式的運行。圖5示出了從第二人造光源發(fā)射人造光。
根據(jù)天氣的狀況或用戶的選擇自動地運行第一人造光源240和/或第二人造光源330。
第一人造光源240和/或第二人造光源330發(fā)射具有預(yù)定發(fā)光強度的光。發(fā)射的人造光通過第二光入射角調(diào)節(jié)單元270和/或第三光入射角調(diào)節(jié)單元360入射到通風(fēng)管道200。
在這種情況下，由光收集單元230所充的電能可以被用作施加到第一人造光源240和/或第二人造光源330的電源電壓。此外，當在第二人造光源330上配置太陽能電池331時，可以使用由太陽能電池331產(chǎn)生的電能。
當在第一管道單元210上的光折射單元250旋轉(zhuǎn)預(yù)定的角度時，由第一人造光源240產(chǎn)生的人造光被導(dǎo)向第二管道單元220。
此外，由第二人造光源330產(chǎn)生的人造光通過第三光入射角調(diào)節(jié)單元360集中到通風(fēng)管道200，從而照明室內(nèi)空間。
圖6和7是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的通風(fēng)系統(tǒng)的示圖。
參照圖6和7，根據(jù)第二實施例的通風(fēng)系統(tǒng)的特征在于用于導(dǎo)引然光的第一管道單元210被安裝在室內(nèi)空間的兩側(cè)，以使用外部自然光照明室內(nèi)空間。
特別地，第一管道單元210可以被安裝在朝向日出方向和日落方向的兩個位置。在這種情況下，在日出和日落期間可以實現(xiàn)光收集單元230從光能到電能的轉(zhuǎn)換以及充電。
由于除了第一管道單元210的安裝方式與前述實施例不同之外，其它部件的安裝與前述實施例的相同，因此這里將省略其詳細的描述。
同時，由光收集單元230所充的電能可以被用作施加到第一人造光源240上的電源電壓。在這種情況下，由光收集單元230所充的電能通過連接到第一人造光源240的第三電線241提供給第一人造光源240。
對于所屬領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是可以在本發(fā)明中進行各種修改和變化。因此，本發(fā)明涵蓋了在本發(fā)明所附的權(quán)利要求及其等效方案的范圍內(nèi)所提供的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種通風(fēng)系統(tǒng)，包括排氣管道，其用于將室內(nèi)空氣排出到室外面；供應(yīng)管道，其用于將室外空氣和光導(dǎo)向室內(nèi)空間；通風(fēng)裝置，其連接到每個管道；太陽能電池，其將引入到所述供應(yīng)管道的自然光轉(zhuǎn)換為電能；以及光源，其將由所述太陽能電池產(chǎn)生的所述電能轉(zhuǎn)換為人造光，并將所述人造光發(fā)射到所述室內(nèi)空間。
2.如權(quán)利要求1所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中在所述供應(yīng)管道上配置用于引入自然光的光收集單元。
3.如權(quán)利要求2所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中在所述光收集單元中配置用于將自然能量轉(zhuǎn)換為電能的太陽能電池。
4.如權(quán)利要求3所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中所述光收集單元的所述太陽能電池被用作所述光源的電壓源。
5.如權(quán)利要求2所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中在所述管道上配置用于檢測太陽高度的傳感器，以及所述光收集單元響應(yīng)太陽高度而旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求2所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中所述光收集單元選擇性地打開所述管道。
7.如權(quán)利要求1所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其還包括光入射角調(diào)節(jié)單元，用于調(diào)節(jié)通過所述管道內(nèi)部的光的入射角。
8.如權(quán)利要求1所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中光從所述管道的兩側(cè)入射并發(fā)射到所述室內(nèi)空間。
9.如權(quán)利要求1所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中所述自然光和所述人造光被選擇性地發(fā)射到所述室內(nèi)空間。
10.如權(quán)利要求1所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中在所述管道中配置光纖。
11.一種控制通風(fēng)系統(tǒng)的方法，所述方法包括如下步驟將自然光導(dǎo)向管道，其中空氣沿所述管道流動；將入射自然光的能量轉(zhuǎn)換為電能；以及將所述電能轉(zhuǎn)換為人造光并將所述人造光發(fā)射到室內(nèi)空間中。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中為用于人造光的電源電壓提供的電能由太陽能電池供應(yīng)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述太陽能電池被安裝在將所述自然光引入到所述管道的光收集單元中或安裝在所述管道內(nèi)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述光收集單元被設(shè)計為響應(yīng)太陽高度相對于所述管道旋轉(zhuǎn)。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中沿所述管道傳播的自然光或人造光被全反射。
全文摘要
提供了一種通風(fēng)系統(tǒng)及其控制方法。所述通風(fēng)系統(tǒng)包括用于將室外空氣和光導(dǎo)向室內(nèi)空間的管道，用于將沿所述管道傳播的自然光轉(zhuǎn)換為電能的太陽能電池，用于將由所述太陽能電池產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換為人造光并將所述人造光發(fā)射到所述室內(nèi)空間的光源，以及連接到所述管道的通風(fēng)裝置。
文檔編號F24F13/078GK1967072SQ200610148468
公開日2007年5月23日 申請日期2006年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月14日
發(fā)明者崔仁虎, 金廷勇, 崔皓善 申請人:Lg電子株式會社