[發明專利]一種基于風光互補技術的通風系統

有效

• 申請號: 201410229281.8
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN104033985A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 劉海玉;馬帥;劉天璐;何寧;莫品安
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: F24F7/08
• 分類號: F24F7/08;F24J2/24;H02S10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于風光互補技術的通風系統，屬于通風技術領域。

背景技術

進入21世紀，人類社會面臨著嚴重的能源緊缺和環境污染。開發利用無污染、可再生的新能源成為當務之急。就我國目前的新能源建筑開發市場情形來看，普遍采用高新技術建造生態建筑是不現實的，但是我們可以從某些基本環節入手，開發適宜技術，在技術和經濟之間找到平衡點。就冬季通風而言，室內污濁的空氣不僅僅使人感到不適，更重要的是會對人體的健康產生危害。

現今我國冬季使用的通風設備主要是空調，對于散熱器供暖的地區，則用門窗進行通風。空調供暖通風雖能達到良好的通風效果，但存在制熱能耗和維修費用高，需要定期更換制冷劑等問題；采用門窗通風，不僅會造成人體不適，而且室內熱量損失較大。因此，有必要予以改善。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于風光互補技術的通風系統，以便能夠克服現有技術的缺點，提供一種安裝維護成本低，且有零能耗、高效率、無污染的優點，能體現可持續發展的理念的通風系統。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下。

一種基于風光互補技術的通風系統，包括進風口和引風扇葉，進風口內設置有隔板分成若干個風道，進風口的任一風道上安裝有無扇葉風扇；引風扇葉安裝在設置在進風口內的主動軸上；主動軸上安裝有密封板；密封板下方的管道周圍均勻設置有風孔；進風口上方設置有新風管道；進風口下方設置有風閥，風閥上連接有換熱器，換熱器側面上設置有舊風管道與引風扇葉同軸的太陽能集熱管道相連接，太陽能集熱管道上連接有排風扇；換熱器的下部連接有蝸殼旋流器。

進一步地，主動軸上部設置有太陽能電池板。

進一步地，太陽能集熱管道向陽面設置有透明有機玻璃層，背陽面內壁涂有集熱涂層。

該發明系統，由捕風裝置、余熱回收裝置、送風裝置、太陽能儲能裝置和舊風排出裝置組成。捕風裝置由一個360度的進風口和引風扇葉組成。傳統的捕風裝置主要采用直接引入自然風和風機強制通風兩種方式，本系統對兩種方式進行優化改進。一方面通過一個360度的全周進風口引入自然風，這種設計彌補了傳統進風口單向進風的缺陷；另一方面通過自然風驅動垂直軸扇葉轉動，帶動同一軸上的引風扇將空氣引入風道，實現了零能耗捕風。

為確保室內通風的連續性，本系統引入無扇葉風扇。無扇葉風扇是一種高效能通風設備，由電機驅動。工作時，電機帶動內部的扇葉將外界空氣吸入風扇內部，再由環形出口的縫隙均勻噴出，在圓環內形成局部負壓區，卷吸后部和前方的空氣，實現風力倍增。相比同等電耗的風機，無扇葉風扇的最大可卷吸15倍的空氣，而且可以實現無極變速，達到低能耗高效通風的效果。當自然風力不足時，本系統可通過太陽能蓄電池帶動無扇葉風扇，將外界的大量空氣引入風道。

余熱回收裝置為套管換熱器，管內氣體為室外新風，管外為室內排出的熱空氣。室外新風經過捕風裝置后均勻流入各內管，與管外的熱空氣對流換熱。換熱器整體采用逆流布置，增大換熱溫差，采用4～6根內管布置，增大兩種氣體的換熱面積，改善空氣對空氣的換熱效果，提高了余熱回收的效率。

室內布風采用多點送風，每一送風口即為一蝸殼旋流器。相對其他送風方式，蝸殼旋流器可以在較小的空間范圍內實現新風與室內空氣的良好混合，提高送風溫度，且無明顯風感，增加送風舒適度。

氣流由垂直方向進入旋流器，經葉片導流后改變運動方向，沿水平軸向導出，出口氣流為旋轉射流。旋轉射流的流場按物理旋渦的概念分為旋渦核心區和外圍區域。由于旋轉離心力的作用，在旋渦核心處產生明顯的負壓區，形成強回流區；除中心回流區外，由于射流外邊界的強烈卷吸作用，還會產生外回流區。因此，相對直流射流而言，旋轉射流卷吸周圍介質的能力強。本裝置利用這一特點，使出風口氣流與室內空氣強烈混合換熱，從而達到高效換熱的效果。另外由于旋轉射流的軸向速度衰減較快，射程較短，出風不會使用戶有強烈的風感。

排風裝置由安裝在垂直軸扇葉軸上的排風扇和太陽能集熱管道組成。室內空氣的排出主要是通過兩個途徑來實現的。一方面，當自然風力充足時，垂直軸扇葉轉動，帶動同一軸上的排風扇工作，將室內空氣排出。另一方面，空氣在太陽能集熱管道中吸收太陽輻射熱，在密度差的作用下，沿管道排出室外。

太陽能集熱管道中，太陽光透過透明管壁輻射到集熱管道內，吸熱涂層吸收太陽輻射并把熱量傳給管道內的空氣，空氣溫度不斷升高，密度逐漸降低，與下游空氣形成密度差，在此密度差的作用下，熱空氣沿管道上升，排出室外。