免能耗调温空调智能窗户的设计与研究

王文慧

（福建省惠安开成职业中专学校，福建 泉州 362100）

0 引言

在现阶段环保理念不断深入人心的趋势下,推动节能减排的呼声愈渐高涨。而空调作为耗能大户设备，不仅具有极高的耗电量，同时在长期应用中可能会导致呼吸道系统疾病的出现，更在很大程度上加剧了地球的热岛效应，且对于很多民众来讲，空调的经济支出成本十分高昂。因此在这种趋势下，免能耗调温空调智能窗户的设计具有成本低廉、使用范围广的商用价值。

1 免能耗调温空调智能窗户设计的必要性分析

在社会的不断发展中，人类文明具有了跨越式的发展成就，在此之间的经济发展更是异常迅猛。但是随之而来的一系列冰川融化、全球变暖等问题，加上人类对资源的过度开采、对环境保护的轻视，加强地球环境保护力度、促进节能减排是当下时代发展应当重视的首要目标。我国亦在多年前提出可持续发展理念，旨在能够在可持续发展中兼顾环境保护与自然之间的协调发展，是人类长久发展之道[1]。

2 免能耗调温空调智能窗户设计方案分析

2.1 设计原理分析

免能耗调温空调智能窗户设计原理相当于生活现象中的吹气与哈气，如图1所示。

图1 免能耗调温空调智能窗户设计原理

2.2 装置原理

研究中的免能耗调温空调智能窗户装置应用原理与吹气制冷和哈气致热两种过程相似，来达到夏天制冷和秋天致热的效果。免能耗调温空调智能窗户装置如图2所示。

图2 温度变化示意

从图2中可以看到，这种装置可以装在风多的区域中，为了能够方便根据季节温度变化来调节温度，在装置的中间安装转轴，人们可以通过转轴来调节制冷和致热功能，夏季能够令大通口一方朝向外面，小通口一方朝向室内，达到制冷效果；在冬季可以令小通口一方朝向外面，大通口一方朝向室内，从而能够得到致热效果，极大地方便了人们对冬暖夏凉的室内需求，同时也不会产生昂贵的电量成本，真正达到低碳、节能和减排的效果。制作步骤如下。

2.2.1 准备工作

根据窗户大小裁剪合适大小的硬纸板，确保硬纸板有足够的脆性，可以利用切圆机来切割合适大小的圆形而不会破坏硬纸板整体稳定性。另外还要根据硬纸板面积大小选择适量塑料瓶、切圆机设备、剪刀等，确保工具齐全、塑料瓶的完整性、硬纸板质量稳定性。

2.2.2 材料处理

硬纸板边缘需要进行打磨，确保可以在目标窗户位置处能够上下转动而不会堵塞，然后利用切圆机对硬纸板进行打孔，注意切圆机切割出圆形大小要与塑料瓶瓶口大小保持一致（可以稍微大一点尺寸、确保瓶口能够填满圆形孔洞而不会出现疏松现象），比如硬纸板大小为100 cm×100 cm，而塑料瓶瓶身圆形面积半径为4.5 cm，可将塑料瓶身所占面积看作10 cm×10 cm的正方形，则按均等原则，硬纸板可以安装100个塑料瓶，即可以先用铅笔来在硬纸板上平均分为100个10 cm×10 cm的正方形区域，继而在每个区域内用切圆机进行打孔，注意要确保打孔规范性，每个孔洞、边缘要保持完整性而不会出现开裂现象。

2.2.3 安装固定

将含瓶口一方的瓶身逐渐插入硬纸板事先切割好的孔洞之中，可以利用密封胶来固定瓶身，确保每个孔洞与瓶身都能够在连接中保持密封性。对瓶身内部、瓶口洞内进行检查，清理表面残留纸屑、碎屑等，在保证瓶身与瓶口之间的连通性中，注意稳定性质量，如有某一部分瓶身出现稳定性不足的现象，需要及时更换塑料瓶或采取502胶水进行粘接。[2]

2.2.4 增设推拉功能

在与窗口进行固定的同时，可以在纸板中间与两端连接一条圆棒，方便纸板能够灵活转变方向，具体示意图如图3所示。如有条件可以利用智能设备来增设遥控推拉功能，可以达到远程遥控转换方向的目的。

2.2.5 试验检测

在最终实验中发现，夏季时利用这种纸板所做成的免能耗调温空调智能窗户，可以有效减少室内温度5℃以下，而在冬季时则相反，可以使室内温度有效提升5℃以上。表现结果较为显著，但是与生态空调应用效果相比降温升温差值并不大，主要原因在于设备比较简陋，降温空间比较有限。因此对于很多夏季风量较少的城市来讲，这种装置并不特别适用，可以在风量多的城市中得到有效推广应用。

图3 智能设备远程遥控转换

3 未来免能耗调温空调智能窗户的发展趋势

智能家居是现代绿色家居所提倡的大方向之一，是基于环保理念出发，再融入现代科技中的重要技术成果。对于人类来讲，在社会发展的同时，需要兼顾与自然之间的协调发展尤为重要，对于未来能否达到可持续发展目标而言有着至关重要的意义。而智能家居应当在科技前提技术下，满足节能减排、环境保护的基本原则。在未来如果要全方位应用这种免能耗调温空调智能窗户，需要做好对装置的合理改进工作，以成本低廉的材料作为窗户原材料，在基于免能耗调温空调智能窗户装置原理的前提下设计相应的窗户模型[3]，同时将模型进行改进，如能够达到相应的标准，且材料在满足成本低廉、对环境无污染的条件下，可以达到大范围应用的目的。

4 结语

总而言之，免能耗调温空调智能窗户的应用前景十分广阔，对于我国在未来的节能减排、可持续发展理念的贯彻落实中有着非常重要的应用价值。期待能够在未来某一天，这种装置可以得到大范围应用，为更多民众家庭带来便利。