CN110410897B - 一种新风换气墙体 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种新风换气墙体，其主要结构包括：两级涡旋热湿交换装置、PM2.5过滤装置、墙体风道、内外保温装饰一体板、光伏蓄电池、光伏电池板、光伏空腔、风机组件、内外百叶窗组件、电流控制装置、光伏空腔阀门、光伏风机。本发明采用新设计的涡旋式新风与排风管，以及内部的分子热湿交换膜实现高效热湿交换，通过控制光伏空腔的阀门的开闭，实现利用夏季排风与冬季新风冷却光伏电池，提升了了光伏发电效率并增强了新风换热效果，整体热湿交换设备及其辅助设备有机的与建筑结构、材料相结合，充分利用可再生能源，降低设备投资与运行成本，提高热湿交换效率、节约换热体积、保证了新风的品质。

Description

一种新风换气墙体

技术领域

本发明属于新风换气系统，尤其涉及到一种将新型新风换气设备与建筑结构相结合的墙体，充分利用双涡旋管结构、分子热湿交换膜、光伏电池与蓄电池等技术实现高效、稳定、节能目的的新风设备。

背景技术

随着经济的发展，人们对室内环境舒适度的要求越来越高，为了应对室外环境的不断恶化，改善室内环境的质量，人们普遍采用空气净化的相关设备与系统。随着我国能源日趋紧张，节能环保的深入人心，不合理的住宅通风换气设备必将带来能量的损失，不符合节能建筑、低碳生活的理念。目前市场上存在众多的空气净化器与全热交换设备，我们研究分析得到，虽然这些设备系统可以改善室内的环境空气状况，但依旧存在很多的不足，如设备的投资成本、结构、空间的使用以及设备的效益等。

经对现有技术的文献检索、研究与分析发现，中国专利申请号为CN201620117639.2，实用新型名称为：一种墙体嵌入式新风换气机，该实用新型属于空气净化设备领域，尤其是涉及一种墙体嵌入式新风换气机，整体采用圆筒式结构，结构单一，主要依靠内置蜂窝陶瓷蓄热体实现热量存储与新风预热，换热效率不高，且需要占据大量的建筑空间以维持一定的换热效果。

经检索还发现，中国专利申请号为: CN201710023365.X，发明名称为光伏新风一体化建筑墙体结构，采用当量直径仅为300微米铜管的微通道换热器对新风进行预热，其结构具有容易堵塞，换热设备、风机等部分仍然需要占据大量建筑吊顶空间等缺点。

根据以上不足我们设计出一种新风换气墙体，具有热湿交换设备与建筑整体结构相结合的特点，不仅解决了结构、空间的使用问题，而且提高了设备的换气效率。充分利用可再生能源，维持设备的稳定运行，提高新风空气的质量；可以实现产品系列化、标准化、通用化生产，属于建材和建筑领域，同时实现了节能的效益。

发明内容

基于以上问题，本发明公开一种新风换气墙体。将太阳能技术与空气热能技术相结合，实现能量的高效利用与互相补充。采用风道系统、涡旋结构热湿交换设备、光伏板与建筑结构相结合的设计，减少了风管布置空间使用，节约建筑成本。

所述新风换气墙体由室外保温组件、核心装置板与室内装饰组件构成，所述的室外保温组件由外保温装饰一体板、外百叶窗组件、光伏电池板、光伏空腔、光伏空腔新风入口阀、光伏空腔排风出口阀与光伏空腔出口阀构成；所述的外保温装饰一体板的外侧表面安装有光伏电池板，所述外百叶窗组件由新风入口百叶窗、排风出口百叶窗组成，所述内百叶窗组件由新风出口百叶窗、排风入口百叶窗组成，所述的外保温装饰一体板与内保温装饰一体板均采用保温隔热材料。

所述的核心装置板由一级与二级涡旋热湿交换装置、风机组件、墙体风道系统与PM2.5过滤装置组成，所述的一级涡旋热湿交换装置包括一级新、排风涡旋管、一级新、排风入口、一级新、排风出口与一级膜状结构，所述的二级涡旋热湿交换装置包括二级新、排风涡旋管、二级新、排风入口、二级新、排风出口与二级膜状结构，所述的新风涡旋管与排风涡旋管由“∞”管型结构盘旋制成，新风涡旋管与排风涡旋管相邻接触处的上下位置设有凹槽结构，所述的一级、二级膜状结构由分子热湿交换薄膜制成，呈长条形，固定在凹槽结构内，在凹槽结构内设有密封条，并且一级、二级膜状结构在垂直于凹槽结构截面平面的方向上可以通过抽出与推入膜状结构，对其进行清洗与更换；所述的墙体风道系统，由墙体新风道与墙体排风道组成，所述的墙体新、排风道由新、排风道入口段、新、排风道中间段与新、排风道出口段组成，所述的风机组件由送风机与排风机组成，所述的PM2.5过滤装置与送风机先后安装在新风道入口段，排风机安装在排风道出口段。

所述的室内装饰组件由内保温装饰一体板、内百叶窗组件与光伏蓄电池构成，所述的风机组件、PM2.5过滤装置、光伏蓄电池与光伏电池板通过电线相连，电线上设有电流控制装置；所述的光伏蓄电池镶嵌在内保温装饰一体板中，所述的电流控制装置，联动控制风机组件、PM2.5过滤装置、光伏蓄电池、光伏电池板、光伏空腔新风入口阀、光伏空腔排风出口阀与光伏空腔出口阀。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）涡旋热湿交换装置：采用涡旋结构设计，不同于以往的全热交换器结构的设计思路，新风涡旋管与排风涡旋管构成其内部风道，以室内环境的要求为标准，利用新风、排风的焓差，通过具有涡旋结构的热湿交换装置，使得新风与排风通过新风涡旋管与排风涡旋管之间的流道壁面中的膜状结构实现充分的热湿交换，提高热湿交换效率、节约换热空间，保证了新风的品质，且两级处理装置进一步提高设备的热湿交换效率；

（2）涡旋热湿交换装置的风涡旋管相邻接触处的上下位置设有凹槽结构，膜状结构由分子热湿交换薄膜制成，呈长条形，做成模块化结构，固定在凹槽结构内，并且膜状结构在垂直于凹槽结构截面平面的方向上具有活动自由度，可通过抽出与推入进行更换或清洗；

（3）光伏电池板、光伏空腔、光伏空腔新风入口阀、光伏空腔排风出口阀与光伏空腔出口阀的有机结合，采用夏季排风与冬季新风冷却光伏电池板底板，在提高光伏电池效率的同时也进一步提升了系统新风换热效果；

（4）光伏电池板、光伏蓄电池与电网连接，联动控制以实现在太阳能过剩、太阳能充足、太阳能缺乏等情况下系统的稳定运行，合理高效的利用可再生能源；

（5）采用墙体新风道、墙体排风道、涡旋热湿交换装置与建筑结构相结合的设计，在保证热湿交换效率的同时，减少了风管布置空间，使用这种新墙体进行建筑通风，节约建筑成本。

附图说明

图1为新风换气墙体俯视图。

图2为图1的A-A处剖视图。

图3为图1的B-B处剖视图。

图4为涡旋热湿交换装置平面图。

图5为图4的C-C剖视图。

图6为图5的局部图。

其中：1—室外保温组件；101—排风出口百叶窗；102—新风入口百叶窗；103—外保温装饰一体板；104—光伏电池板；105—光伏空腔；106—光伏空腔新风入口阀；107—光伏空腔出口阀；108—光伏空腔排风入口阀；109—光伏风机；2—核心装置板；201—一级涡旋热湿交换装置；202—二级涡旋热湿交换装置；203—排风道进口段；204—排风道中间段；205—排风道出口段；206—新风道出口段；207—新风道中间段；208—新风道进口段；209—送风机；210—PM2.5过滤装置；211—排风机；212—凹槽结构；213—一级新风入口；214—一级新风出口；215—一级排风入口；216—一级排风出口；217—一级膜状结构；218—二级膜状结构；219—二级新风入口；220—二级新风出口；221—二级排风入口；222—二级排风出口；223—一级新风涡旋管；224—一级排风涡旋管；225—二级新风涡旋管；226—二级排风涡旋管；227—密封条； 3—室内装饰组件；301—排风入口百叶窗；302—新风出口百叶窗；303—内保温装饰一体板；304—光伏蓄电池; 305—电流控制装置。

具体实施方式

本发明具体实施例仅为本发明优选的实施方式，并非用于限定本发明保护范围的限制。因此，任何在本发明的技术特征之内所作的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细阐述。

一种图1—图3所示的新风换气墙体，该墙体主要构件包括外保温组件1、核心装置板2与室内装饰组件3，三者组合为一个整体，即为本发明的新风换气墙体。

室外保温组件1由整块光伏电池板104安装在外保温装饰一体板103上，在外保温装饰一体板103表面与光伏电池板104的接触部位，开有光伏空腔105，排风出口百叶窗101与新风入口百叶窗102分别安装在外保温装饰一体板103两侧；在靠近新风道的新风入口百叶窗102处的外保温装饰一体板103侧面，开有与光伏空腔105相连的风口，在风口处设置有光伏空腔新风入口阀106；在靠近新风道的排风入口百叶窗101处的外保温装饰一体板103侧面开有与光伏空腔105相连的风口，在风口处设置有光伏空腔出口阀107；在靠近排风道的排风入口百叶窗102处的外保温装饰一体板103底部，开有与光伏空腔105相连的风口，在风口处设置有光伏空腔排风入口阀108；在光伏空腔内部设置有光伏风机109。

核心装置板2为核心设备，其中墙体内部新风风道主要由新风道入口段208、一级新风涡旋管223、新风道中间段207、二级新风涡旋管225与新风道出口段206相互连接构成；墙体排风道系统主要由排风道进口段203、一级排风涡旋管224、排风道中间段204、二级排风涡旋管226与排风道出口段205相互连接构成；PM2.5过滤装置210与送风机209先后安装在新风道入口段208，排风机211安装在排风道出口段205，一级涡旋热湿交换装置201与二级涡旋热湿交换装置202焊接在中心对称处的两个位置，一级膜状结构217安装在一级涡旋热湿交换装置201的凹槽结构212内部；二级膜状结构218安装在一级涡旋热湿交换装置202的凹槽结构212内部；在凹槽结构内设有密封条227，并且膜状结构在垂直于凹槽结构212截面平面的方向上可以通过抽出与推入对膜状结构进行清洗或者更换，可通过抽出与推入进行更换或清洗。一级新风入口213与新风道入口段208连接，一级新风出口214、新风道中间段207与二级新风入口219三者依次连接，二级新风出口220与新风道出口段206连接；一级排风入口215与排风道进口段203连接，一级排风出口216、排风道中间段204与二级排风入口221三者依次连接，二级排风出口222与排风道出口段205连接。

室内装饰组件3由主要包括内保温装饰一体板303，排风入口百叶窗301与新风出口百叶窗302安装在其两端，光伏蓄电池304固定在内保温装饰一体板303内部; 光伏电池板104、光伏蓄电池304、送风机209、排风机210、光伏风机109、光伏空腔新风入口阀106、光伏空腔出口阀107、光伏空腔排风入口阀108通过电流控制装置305连接起来并联动控制。

所述的涡旋热湿交换装置的新风涡旋管与排风涡旋管，均采用涡旋管式结构设计，新风涡旋管中气流按照顺时针方向流动，排风涡旋管中气流按照逆时针方向流动，利用具有涡旋结构的热湿交换装置，使得新风与排风通过新风涡旋管与排风涡旋管之间的流道壁面中的膜状结构实现充分的热湿交换，提高热湿交换效率、节约换热空间，保证了新风的品质。

所述的墙体板内的内保温装饰一体板303、外保温装饰一体板103均采用保温隔热材料，传热系数小，具有防火隔热的性能，同时保证与墙体框架密闭。

本实施例的一种新风换气墙体的工作原理为：

夏季运行时，室外新风在送风机209的作用下，从新风入口百叶窗102，进入新风道进口段208，通过PM2.5过滤装置210，对其进行净化清洁，提高新风的洁净度，从一级新风入口213进入一级涡旋热湿交换装置201，在其内部与室内排风进行热湿交换，改善新风参数以满足室内环境的要求，依次通过一级新风涡旋管222、一级的新风出口214、新风道中间段207、二级新风入口219、二级新风涡旋管225、二级新风出口220与新风道中出口段206，经过两级热湿处理，进一步提高设备的换气效率，从室内的新风出口百叶窗302进入室内。

室内排风从排风入口百叶窗301进入墙体设备，打开光伏空腔排风入口阀108与光伏空腔出口阀107，关闭光伏空腔新风入口阀106，部分排风在光伏风机109的作用下，进入光伏空腔105用于冷却光伏电池板104底板，提高光伏电池板104的工作效率。其余排风在排风机211的作用下，进入排风道进口段203，从一级排风入口215进入一级涡旋热湿交换装置201，在其内部对室内排风进行处理，与室外新风进行热湿交换，改善进入室内的新风参数，以满足室内环境的要求；依次经过一级排风涡旋管224、一级排风出口216、排风道中间段204、二级排风入口221、二级排风涡旋管226与二级排风出口222，经过两级热湿处理，进一步提高设备的换气效率，从室外的排风出口百叶窗101排出。

冬季运行时，室外新风从新风入口百叶窗102进入墙体设备，打开光伏空腔新风入口阀106与光伏空腔出口阀107，关闭光伏空腔排风入口阀108，部分新风在光伏风机109的作用下，进入光伏空腔105，利用光伏发电的余热加热新风同时冷却光伏电池，其余新风进入核心装置板2，提高光伏电池板104的工作效率。在送风机209的作用下，另一部分新风进入新风道进口段208，通过PM2.5过滤装置210，对其进行净化清洁，提高新风的洁净度，经过送风机209、新风道入口段208，从一级新风入口213进入一级涡旋热湿交换装置201；在其内部对室外新风进行处理，提高新风参数以满足室内环境的要求，依次通过一级新风涡旋管222、一级的新风出口214、新风道中间段207、二级新风入口219、二级新风涡旋管225、二级新风出口220与新风道中出口段206，经过两级热湿处理，进一步提高设备的换气效率，从室内的新风出口百叶窗302进入室内。

室内排风在排风机211作用下从排风入口百叶窗301，进入排风道进口段203，从一级排风入口215进入一级涡旋热湿交换装置201，在其内部对室内排风进行处理，使其与室外新风进行热湿交换，改善进入室内的新风参数，以满足室内环境的要求；依次经过一级排风涡旋管224、一级排风出口216、排风道中间段204、二级排风入口221、二级排风涡旋管226与二级排风出口222，经过两级热湿处理，进一步提高设备的换气效率，从室内的排风出口百叶窗进入101室外。

在两级涡旋热湿交换装置风道内的新风与排风，利用新风与排风的焓差，通过安装在新风与排风涡旋风道之间的膜状结构，进行热湿交换，膜状结构用分子热湿交换薄膜材料制成；光伏电池板104与光伏蓄电池304相结合，为墙体内风机等设备提供电量；光照不充足时，通过电流控制装置305，光伏电池板104的电能配合室内电源共同维持风机设备的运行；光照充足时，通过电流控制装置305，关闭室内电源的控制，仅采用光伏电池板104提供电能；电能过剩时，用光伏蓄电池304进行储存的电量，用于夜间设备电能消耗，维持设备全天候运行。

Claims (3)

1.一种新风换气墙体，其特征在于：所述新风换气墙体由室外保温组件、核心装置板与室内装饰组件构成，所述的室外保温组件由外保温装饰一体板、外百叶窗组件、光伏电池板、光伏空腔、光伏空腔新风入口阀、光伏空腔排风入口阀与光伏空腔出口阀构成，所述的核心装置板由一级涡旋热湿交换装置、二级涡旋热湿交换装置、风机组件、墙体风道系统与PM2.5过滤装置组成，所述的室内装饰组件由内保温装饰一体板、内百叶窗组件与光伏蓄电池构成，所述的风机组件、PM2.5过滤装置、光伏蓄电池、光伏电池板、光伏空腔新风入口阀、光伏空腔排风入口阀与光伏空腔出口阀通过电线相连，电线上设有电流控制装置；所述的一种新风换气墙体，其特征在于：所述的一级涡旋热湿交换装置包括一级新风涡旋管、一级排风涡旋管、一级新风入口、一级新风出口、一级排风入口、一级排风出口与一级膜状结构，所述的二级涡旋热湿交换装置包括二级新风涡旋管、二级排风涡旋管、二级新风入口、二级新风出口、二级排风入口、二级排风出口与二级膜状结构，并且，一级新风涡旋管与一级排风涡旋管、二级新风涡旋管与二级排风涡旋管均采用涡旋管式结构设计，一级新风涡旋管与二级新风涡旋管中气流按照顺时针方向流动，一级排风涡旋管与二级排风涡旋管中气流按照逆时针方向流动；所述的一种新风换气墙体，其特征在于：所述的一级新风涡旋管与一级排风涡旋管、二级新风涡旋管与二级排风涡旋管均由“∞”管型结构盘旋制成，一级新风涡旋管与一级排风涡旋管、二级新风涡旋管与二级排风涡旋管相邻接触处的上下位置设有凹槽结构，在凹槽结构内设有密封条，所述的一级膜状结构与二级膜状结构由分子热湿交换薄膜制成，呈长条形，固定在凹槽结构内，并且一级膜状结构与二级膜状结构在垂直于凹槽结构截面平面的方向上可抽出与推入进行更换或清洗；所述的一种新风换气墙体，其特征在于：所述的墙体风道系统，由墙体新风道与墙体排风道组成，所述的墙体新风道由新风道入口段、新风道中间段、新风道出口段组成，所述的墙体排风道由墙体排风道入口段、排风道中间段、排风道出口段组成，所述的风机组件由送风机、排风机与光伏风机组成，所述的PM2.5过滤装置与送风机先后安装在新风道入口段，排风机安装在排风道出口段。

2.根据权利要求1所述的一种新风换气墙体，其特征在于：所述的外保温装饰一体板的外侧表面安装有光伏电池板，所述外百叶窗组件由新风入口百叶窗、排风出口百叶窗组成，所述内百叶窗组件由新风出口百叶窗、排风入口百叶窗组成，所述的外保温装饰一体板与内保温装饰一体板均采用保温隔热材料。

3.根据权利要求1所述的一种新风换气墙体，其特征在于：所述的光伏蓄电池镶嵌在内保温装饰一体板中，所述的电流控制装置，联动控制风机组件、PM2.5过滤装置、光伏蓄电池、光伏电池板、光伏空腔新风入口阀、光伏空腔排风入口阀与光伏空腔出口阀。