CN102444955A - 光伏建筑太阳能垂直排集水换气一体系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏建筑太阳能垂直排集水换气一体系统，包括设置在建筑物内的若干个通道，该通道的内腔中分隔设置有若干个风道和水道，以形成排水、通风一体结构；风道对应于室内空间的位置上设置有开口和抽吸风机装置，抽吸风机装置通过风道来抽出室内的浑浊气体或向室内排入新鲜空气。本发明采用排水、通风一体的结构，使光伏发电应用、排水、清洁通道排烟污垢、通风一体化，达到美观和更有效并节约空间、降低维护成本等目的。

Description

光伏建筑太阳能垂直排集水换气一体系统

技术领域

本发明涉及垂直换气系统，尤指一种光伏建筑太阳能垂直排集水换气一体系统。

背景技术

以前的室内通风设备均一般采用单风道结构，而且大部分没有抽风机只靠自然的空气压差自行排风，效果达不到预期的要求，尤其是高层建筑的地下室一般均在十层以上，导致空气质量在某些情况下极差。特别是在一些地下停车场，只靠车辆进出口的自然通风解决换气问题，由于进出口的水平高度相差有限，空气压差不大，换气效果很难令人满意。而地上部分，由于城市化的进展，所设计的居住、办公空间日益增加，辅助空间相对减少。一些封闭的空间或房间形成了通风的死角，空气质量得不到有效保障，如有人员在此活动或休息将是对健康的一大威胁。此外，一些住宅楼的通风结构往往是单向的，只有单独的抽风风道而且没有设置抽风机，是通风的有效性大打折扣，以上建筑通风的很多弊端都有待进一步解决。

此外，建筑的排水系统一般单独设置于建筑物外部，没有综合考虑露天锈蚀、内部清洁、美观等问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本专利提供一种节能环保、有效改善空气质量的光伏建筑太阳能垂直排集水换气一体系统。

为实现上述目的，本发明光伏建筑太阳能垂直排集水换气一体系统，包括设置在建筑物内的若干个通道，该通道的内腔中分隔设置有若干个风道和水道，以形成排水、通风一体结构；风道对应于室内空间的位置上设置有开口和抽吸风机装置，抽吸风机装置通过风道来抽出室内的浑浊气体或向室内排入新鲜空气。

进一步，若干个所述通道包括上通道和下通道，上通道和下通道自上而下均贯穿整个建筑从屋顶到地下室，再由地下室到蓄水池，中间穿过若干个房间。

进一步，所述上通道和下通道能够串联或并联使用，一个用于抽风、另一个吸风，或者两个同时抽风，或者两个同时吸风；并且两个均能同时排水。

进一步，所述上通道、下通道的垂直部分为圆柱筒形结构，其内壁设置旋转槽结构，该旋转槽结构包括固定设置在通道内壁上的螺旋间隔片，相邻两个螺旋间隔片之间间隔的空间构成旋转槽；若干条旋转槽一个挨一个沿内壁彼此平行并旋转设置，形成层叠的三维旋转斜坡，旋转槽公共槽底为圆柱筒侧面，槽口对着圆柱筒中心。

进一步，所述旋转槽为螺母内壁的方形螺纹槽结构，其沿通道长度方向的走向为枪管内的来复线或DNA分子链的螺旋形式。

进一步，若干条所述旋转槽包括风槽与水槽，若干条风槽与水槽均相互均匀间隔设置；若干条风槽构成所述风道，若干条水槽构成所述水道；风槽与水槽的槽口均为开放结构。

进一步，所述上通道和下通道位于房间内的部分上设置有若干个所述抽吸风机装置，所述抽吸风机装置包括密封箱及风扇组件，密封箱为局部包裹在通道上的箱体结构，密封箱与通道的交界处为密封连接；密封箱的表面上设置有通风窗，与该通风窗相对应的所述风槽的槽底开设有通风口，通风窗、通风口及所述风槽的槽口相连通并形成室内与通道之间的抽吸风通道结构，风扇组件设置在通风窗和通风口之间。

进一步，所述通风口的外部设置有旋转风斗结构，该旋转风斗结构的旋转形状与所述通风口所对应的一段所述风槽的旋转形状相同，旋转风斗结构与所述上通道、下通道的外壁密封连接，并且旋转风斗结构的上端设置有风斗开口，所述密封箱的内腔通过风斗开口与通道的内腔相连通。以窗户的风斗为例，所述上通道、下通道一侧相当于室内；所述密封箱一侧相当于室外。

进一步，所述上通道、下通道顶端设置在所述屋顶处，其上设置扣盖，扣盖结构由盖体与盖帽组成，两者通过活动连接结构连接，盖体由一个空心圆柱筒内接和外接小垫片和大垫片组成，三者的中心轴共轴，相互固定、密封一体连接；盖帽则为一圆片形遮盖体结构，其与空心圆柱筒活动连接，连接点位于柱筒口边缘外侧。

进一步，所述屋顶上设置太阳能电池板组件和汇流设备，室内设置蓄电设备、电源管理系统，太阳能电池板组件产生的电能通过汇流设备汇集于蓄电设备，电源管理系统将蓄电设备中的电能输送至抽吸风机装置，以供其使用。

本发明采用排水、通风一体的结构，使光伏发电应用、排水、清洁通道排烟污垢、通风一体化，达到美观和更有效并节约空间、降低维护成本等目的。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为上通道、下通道与抽吸风机装置结合部结构示意图；

图3为上通道、下通道与抽吸风机装置结合部径向截面示意图；

图4为抽吸风机装置内气体流通示意图；

图5为上通道、下通道径向截面结构示意图；

图6为扣盖结构的主视示意图；

图7为扣盖结构的俯视示意图；

图8为扣盖结构的右视示意图；

图9为扣盖的打开状态结构示意图；

图10为扣盖的闭合状态结构示意图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

本发明的原理应用说明：

    1、科里奥利力

来自于物体运动所具有的惯性，在旋转参照系中进行直线运动的质点，由于惯性的作用，有保持原有运动状态的趋势，然而由于旋转参照系为非惯性系，如果以旋转参照系的视角去观察，就会受一个惯性力的作用、质点运动会发生一定程度的偏离。由于地球有自转而属于非惯性系，因此，在北半部惯性力偏右，而南半部偏左。因此南北半球水流漩涡的方向也遵循此原理。

2、水的空化流动与附着效应：

本效应具体表现指，液体静态的水受附着力的作用于物体表面形成水滴，而管内速度较慢流动的水一般也贴近管壁流动，这都是水的附着效应。而两者合一的结果是在垂直水管内自然流动的水将沿内侧壁运动。

3、以上两种效应叠加在一起，形成了流水沿管壁内测旋转下泄，空气沿管状中心区自然抬升这两种同时发生的过程。

如图1至图10所示，

本发明光伏建筑太阳能垂直排集水换气一体系统，包括设置在屋顶上太阳能电池板组件1和汇流设备2，设置在室内的蓄电设备3和电源管理系统4，设置在建筑物内的若干个通道，若干个通道包括上通道7和下通道6两种形式，上通道7和下通道6自上而下均贯穿整个建筑从屋顶到地下室18，再由地下室18到蓄水池9，中间穿过若干个房间10，如卫生间、厨房等。通道的内腔中分隔设置有若干个风道和水道，以形成排水、通风一体结构；风道对应于室内空间的位置上设置有开口和抽吸风机装置5，抽吸风机装置5通过风道来抽出室内的浑浊气体或向室内排入新鲜空气。太阳能电池板组件1产生的电能通过汇流设备2汇集于蓄电设备3，电源管理系统4将蓄电设备3中的电能输送至抽吸风机装置5，以供其使用。

上通道7和下通道6能够串联或并联使用，一个用于抽风、另一个吸风，或者两个同时抽风，或者两个同时吸风；并且两个均能同时排水，如下雨时可同时排水，平时还可利用来为冲洗楼顶排水。

如图5所示，上通道7、下通道6的垂直部分为圆柱筒形结构，其内壁设置旋转槽结构，该旋转槽结构包括固定设置在通道内壁上的螺旋间隔片11，相邻两个螺旋间隔片11之间间隔的空间构成旋转槽；若干条旋转槽包括风槽27与水槽25，其一个挨一个沿内壁彼此平行并旋转设置，形成层叠的三维旋转斜坡，旋转槽公共槽底29为圆柱筒侧面，风槽槽口24与水槽槽口26均对着圆柱筒中心。旋转槽为螺母内壁的方形螺纹槽结构，其沿通道长度方向的走向为枪管内的来复线或DNA分子链的螺旋形式。

若干条风槽27与水槽25均相互均匀间隔设置，若干条风槽27构成上述风道，若干条水槽25构成上水道，并且风槽槽口24与水槽槽口26均为开放结构。

上通道7和下通道6位于房间内的部分上设置有若干个抽吸风机装置5，抽吸风机装置5包括密封箱16及设置在其包围空间内的风扇组件13，密封箱16为局部包裹在通道上的箱体结构，密封箱16与通道的交界处为密封连接。以密封箱16包裹的区域为界，在该区域外的通道，其上设置的风槽槽口24与水槽槽口26均开放，两槽的槽底29均封闭；在该区域内的通道，其上设置的风槽槽口24与水槽槽口26均开放，水槽25的槽底封闭、风槽27的槽底设置有通风口15；

密封箱16箱体外形结构根据空间需要设置固定形状如长方形、椭圆柱形。密封箱16的表面上设置有通风窗19，与通风窗19相对应的风槽27的槽底开设有通风口15，通风窗19、通风口15及风槽槽口24相连通并形成室内与通道之间的抽吸风通道结构20，风扇组件13设置在通风窗19和通风口15之间。

为了防止在利用上通道7和下通道6排水时，通过通风口15向外渗水，本发明中，在通风口15的外部设置有旋转风斗结构14，旋转风斗结构14采用类似窗户风斗的形式，旋转风斗结构14的旋转形状与通风口15所对应的一段风槽的旋转形状相同，旋转风斗结构14与上通道7、下通道6的外壁密封连接，并且旋转风斗结构14的上端设置有风斗开口28，密封箱16的内腔通过风斗开口28与通道的内腔相连通。以窗户的风斗为例，所述上通道、下通道一侧相当于室内；所述密封箱一侧相当于室外。

上通道7、下通道6顶端设置在屋顶处的雨水收集口位置，上通道7、下通道6的尾端位于地下的蓄水池9处也设置出口开关(图中未示)。上通道7、下通道6的顶端设置有扣盖8，扣盖8结构由盖体与盖帽34组成，两者通过活动连接结构35连接，盖体由一个空心圆柱筒31内接和外接小垫片33和大垫片32组成，三者的中心轴共轴，相互固定、密封一体连接；垫片外形与螺钉垫片相同，盖帽34则为一圆片形遮盖体结构，其与空心圆柱筒31活动连接，连接点位于柱筒口边缘外侧。

本发明系统工作流程依情况分为两种：

无雨情况时扣盖8处于关闭状态：

1、阳光照射太阳能电池板组件1发电并送至汇流设备2汇合送出。

2、所送直流电经电源管理系统4处理后有两个选择，其一输给室内的蓄电设备3或驱动上通道7、下通道6上设置的抽吸风机装置5完成密封室10的抽吸风换气过程。

下雨情况时扣盖8处于打开状态：

1、屋顶的雨水汇于雨水收集口，通过所设置扣盖8并沿着上通道7、下通道6的内表面结构以空化流动的方式向前旋转流动，一直到位于地下的蓄水池9。

2、同时，电源管理系统4将蓄电设备3的电力提供给上通道7、下通道6上设置的抽吸风机装置5完成密封室10的抽吸风换气过程。

3、水的空化流动，在上通道7、下通道6内部，雨水沿其内壁附近形成流动区域，而中心区域留给空气作为向上抽吸的换气风道，两者共存于一条管道内，雨水还可冲刷油烟等部分污垢使管路自清洁。

本发明应用利用圆形管道中水流沿边缘流动及旋转的性质，将管路的中心区域与边缘部分分开分别作为上升空气、下冲水流的通道。为此设计水流的旋转下降方向角度，水流自上沿旋转槽旋转向下流动，同时，抽吸风通道结构在空间上将室内与风道连通，利用下降水流引起的空气抬升力将室内空气抽向风道并沿管路的中心区向上排出。进而达到排水、通风一体的结构，使光伏发电应用、排水、清洁通道排烟污垢、通风一体化，达到美观和更有效并节约空间、降低维护成本等目的。

Claims (10)

1.光伏建筑太阳能垂直排集水换气一体系统，其特征在于，该系统包括设置在建筑物内的若干个通道，该通道的内腔中分隔设置有若干个风道和水道，以形成排水、通风一体结构；风道对应于室内空间的位置上设置有开口和抽吸风机装置，抽吸风机装置通过风道来抽出室内的浑浊气体或向室内排入新鲜空气。

2.  如权利要求1所述的光伏建筑太阳能垂直排集水换气一体系统，其特征在于，若干个所述通道包括上通道和下通道，上通道和下通道自上而下均贯穿整个建筑从屋顶到地下室，再由地下室到蓄水池，中间穿过若干个房间。

3.  如权利要求2所述的光伏建筑太阳能垂直排集水换气一体系统，其特征在于，所述上通道和下通道能够串联或并联使用，一个用于抽风、另一个吸风，或者两个同时抽风，或者两个同时吸风；并且两个均能同时排水。

4.  如权利要求3所述的光伏建筑太阳能垂直排集水换气一体系统，其特征在于，所述上通道、下通道的垂直部分为圆柱筒形结构，其内壁设置旋转槽结构，该旋转槽结构包括固定设置在通道内壁上的螺旋间隔片，相邻两个螺旋间隔片之间间隔的空间构成旋转槽；若干条旋转槽一个挨一个沿内壁彼此平行并旋转设置，形成层叠的三维旋转斜坡，旋转槽公共槽底为圆柱筒侧面，槽口对着圆柱筒中心。

5.  如权利要求4所述的光伏建筑太阳能垂直排集水换气一体系统，其特征在于，所述旋转槽为螺母内壁的方形螺纹槽结构，其沿通道长度方向的走向为枪管内的来复线或DNA分子链的螺旋形式。

6.  如权利要求5所述的光伏建筑太阳能垂直排集水换气一体系统，其特征在于，若干条所述旋转槽包括风槽与水槽，若干条风槽与水槽均相互均匀间隔设置；若干条风槽构成所述风道，若干条水槽构成所述水道；风槽与水槽的槽口均为开放结构。

7.  如权利要求3所述的光伏建筑太阳能垂直排集水换气一体系统，其特征在于，所述上通道和下通道位于房间内的部分上设置有若干个所述抽吸风机装置，所述抽吸风机装置包括密封箱及风扇组件，密封箱为局部包裹在通道上的箱体结构，密封箱与通道的交界处为密封连接；密封箱的表面上设置有通风窗，与该通风窗相对应的所述风槽的槽底开设有通风口，通风窗、通风口及所述风槽的槽口相连通并形成室内与通道之间的抽吸风通道结构，风扇组件设置在通风窗和通风口之间。

8.  如权利要求7所述的光伏建筑太阳能垂直排集水换气一体系统，其特征在于，所述通风口的外部设置有旋转风斗结构，该旋转风斗结构的旋转形状与所述通风口所对应的一段所述风槽的旋转形状相同，旋转风斗结构与所述上通道、下通道的外壁密封连接，并且旋转风斗结构的上端设置有风斗开口，所述密封箱的内腔通过风斗开口与通道的内腔相连通。

9.  如权利要求3所述的光伏建筑太阳能垂直排集水换气一体系统，其特征在于，所述上通道、下通道顶端设置在所述屋顶处，其上设置扣盖，扣盖结构由盖体与盖帽组成，两者通过活动连接结构连接，盖体由一个空心圆柱筒内接和外接小垫片和大垫片组成，三者的中心轴共轴，相互固定、密封一体连接；盖帽则为一圆片形遮盖体结构，其与空心圆柱筒活动连接，连接点位于柱筒口边缘外侧。

10.如权利要求9所述的光伏建筑太阳能垂直排集水换气一体系统，其特征在于，所述屋顶上设置太阳能电池板组件和汇流设备，室内设置蓄电设备、电源管理系统，太阳能电池板组件产生的电能通过汇流设备汇集于蓄电设备，电源管理系统将蓄电设备中的电能输送至抽吸风机装置，以供其使用。

Images