CN103898852A - 太阳能除尘排热系统 - Google Patents

Abstract

太阳能除尘排热系统是利用太阳能产生的热气流形成的“烟囱效应”，将城市内产生的污浊空气、热量排出，以改善人居环境。同时，实现对建筑节能，甚至建造小型风力发电站，供本系统用电或他用。它由路边吸尘口1、装在向阳外墙上的风道2、风筒3、风帽7组成吸尘和排热管系；由水箱11、水泵12、水位箱4、喷水环管5组成对排出气流的水清洗降温系统。在风筒3内装有小型风力发电机组6，靠热气流发电以解决本系统用电。夏季靠气流带走热量，冬季靠水位箱4的水封使覆盖外墙的管道2形成热气层来实施建筑节能。本发明是一项太阳能综合利用工程。这对夏季酷热型城市更具积极意义。

Description

太阳能除尘排热系统

技术领域

本发明涉及利用较高楼宇设置太阳能除尘排热系统，减少马路扬尘和汽车尾气对人体危害和对大气的污染以及弱化城市的“热岛效应”。具体是利用靠马路的楼宇的向阳墙面作基础安装薄形风管，在阳光照射到的表面为黑化处理过的铝合金薄板，这些黑化表面接受太阳的幅射热并加热管内空气，产生“烟囱效应”而使热气流上升，将下部空气“吸”上来。下部空气通过地下风道和路边上的吸尘口，把路面上的扬尘和汽车尾气吸入风道。在风道上部风筒排气口装有循环淋水装置，风筒排气口的排气经水喷淋后，其中尘埃和汽车尾气中有害物便被清洗而进入楼顶上循环水箱，水箱内积污通过定期清洗排污，将污水排入下水道，而不会污染大气，尤其提高了低层空气的质量。道路上较高温度的空气得以降温后排入大气。

为节省能源，在风管顶部风筒内装有小型风能发电机组，它靠快速上升的热气流驱动风轮发电，供水泵的直流电机驱动之用或作他用。

由于受太阳幅照的外墙部分被薄形风管所覆盖，具有良好的隔热性，对于建筑节能起到很好作用，可替代部分昂贵的墙体的保温材料，使本系统的实际投资较小。

背景技术

随着我国国民经済快速发展，我国轿车拥有量有了飞快的增长，而且还具有很大的增长空间。加之，公共交通事业的发展，使我国大中城市公路的车流量大为增加。大量汽车尾气排放和扬尘使城市地区的大气污染严重，而且愈演愈烈。这对人体的危害是不言而喻的。因而如何消减大气受污染程度，是关注民生的重大举措。此外，弱化城市的“热島效应”起到节能减排作用。

发明内容

本发明提出一个全新的净化城市空气的方案。它主要由吸尘口、风道、风筒、风帽、水箱、水位箱、水泵、喷水环管、小型风力发电机组等组成。靠道路近傍，风道依较高楼宇向阳面贴墙而装。风道表面由于太阳光的幅照，迅速加热其管内的空气使之上升进入上部风筒，由于热气流的上升，吸尘口将道路上的扬尘和汽车尾气吸入风道内，最后从风筒排出。排出的气流受到喷淋环管喷出水流和水位箱水面的洗涤，除去气流中大部分尘埃和有害物后进入大气。由喷淋水带下的污染物进入水箱，在定期清洗水箱时排入下水道。从道路旁吸入的气流温度较高，经水喷淋后温度下降，热量被水大量带走，有利弱化城市“热岛效应”，起到间接节能作用。

覆盖在外墙的风道是良好的隔热层，夏季它不但阻挡了太阳直接照射，而且将热量由气流带走，使室内空调热负荷减少。冬季水位箱水位升高形成水封，使日间被阳光加热的热空气滞留在管内，形成外墙的隔热空气膜，阻止了室内热量的外传。

为了不增加电网负担，借助风筒内快速上升流来驱动小型风力发电机组。其产生的电能供系统水泵用电。建在很高楼宇上的小型风力发电量较多，可作他用。形成楼宇独立的小型发电站。

建造太阳能除尘排热系统对一些“火炉”城市更具积极意义。甚至可依此建造大型排热系统和风能发电场。

由上可见，本系统具有以下功能：

1、能减少大气污染。这对于建设宜居城市、降低对大气的污染具有一定意义。

2、是节能系统。一是风道对墙面具有很好的保温作用；二是配备小型风力发电机组解决本系统的用电问题。此类配备有可能形成楼宇小单元供电的新模式，从而代替部分造价昂贵的有高大铁塔的大型风力发电场和其他热电转换装置。这些措施不仅制造、上网转换费用昂贵。而且不利于电网的调荷。

3、本系统设在向阳外墙的风道代替了部分建筑外墙的保温材料，因而初投资实际较小。

4、根据本系统对“烟囱效应”的应用，可建造大型的排热和风力发电综合系统，降低城市的“热岛效应”和电网高峯时的调荷。

附图说明

图1为太阳能除尘排热系统结构图。

具体实施方案

请参照图1，太阳能除尘系统主要由吸尘口1、风道2、风筒3、水位箱4、喷水环管5、小型发电机组6、风帽7、调水位管9、电动二位阀10、水箱11、水泵12和电动加水阀13组成。

吸尘口1设在道路旁，与向阳的依建筑外墙相贴的薄形风道2相接，当阳光照在风道表面时，传入的热能迅速加热管内空气，形成热气流上升，使吸尘口1将汽车扬尘和尾气吸入风道2内而进入风筒3后向外排出。排出的热气流在风筒3外围受到喷水环管5喷水和水位箱4水面的清洗，使排入大气的气流较为洁净和降温。而在热气流中携带的尘埃和污染物大多留在水体而排入水箱11，通过定期清洗而排入下水道。这是本系统对污染气体清洗过程。为对排出的气流持续降温和防止喷淋时形成较多水雾，水箱11内配有温度控制器，当水温接近气温时温度控制器打开水箱11下部的电动加水阀进水，使上部温度较高的水体从溢流管排掉以降低箱内水温，当箱内水温接近进水温度时此阀关闭，仃止进水。这一进水管位于箱体下部水泵进水口附近。水箱11的溢水可引入二次水回用系统。水箱11的补水可以是自来水，但最好是来自雨水收储系统的储水。

本系统的另一大功能是实现建筑节能。其原理如下：贴向阳外墙而布的薄形风管系统取代了外墙的保温材料。夏天，管道2阻隔了太阳的幅射热，并将传入管内的热量通过气流带走，从而使室内空调负荷减少，达节能目的。冬天，调水位管9上的电动二位阀10关闭，水泵12将水通过喷淋环管5补入水位箱4达控制水位后而仃止，此时水位超过风帽7下口沿而形成水封，从而使热空气滞留在管内，隔离了冷空气对外墙吸热而起良好的保温作用。

阳能，本系统利用“烟囱效应”，在风筒3内安装了小型风力发电机组6，产生的电能用于水泵运行或他用。使本系统运行基本不使用电网电能。如建造更高的风道，可建造小型风力电站和除尘排热综合系统，对夏季酷热城市更具开发价值。

Claims (4)

1.本案之太阳能除尘降温系统其特征在于：利用太阳幅射热加热金属风道2内空气在垂直管段形成上升热气流，通过路旁的吸尘口1把道路上污染严重的空气吸入，上升至风筒3向外排出。经过设在风筒3外围的喷水环管5喷水和水位箱4水面清洗降温后排入大气。水箱11、水泵12、水位箱4和喷水环管5组成对热气流进行循环喷淋清洗外，冬季夜间还可对风道系统进行水封，滞留在管道内的热空气对建筑形成保温气膜。

在风筒3上装有小型风力发电机风叶轮。快速上升的气流驱动小型发电机组6发电，供应水泵12用电。在更高楼宇上可建小型发电站，供整个楼宇部分甚至全部用电。

2.根据权利要求1，由水泵12、喷水环管5、电动二位阀10、水位箱4组成的水封控制机制是：冬季无阳光照射时段，常开的电动二位阀10关闭，水泵12继续向喷水环管12供水而进入下面的水位箱4，由于其上升的水不能从巳关闭的电动二位阀10管道溢出而达水位箱4内的控制水位时水泵12自动仃止。控制水位要高出风帽7下口沿一定高度，形成封留风道2内温空气的水封，成为贴有风道2的保温空气膜。代替了价格较昂贵的外墙保温板。

3.根据权利要求1，本发明利用太阳对风道2的幅照形成的“烟囱效应”，用于楼宇建造小型风力发电站，其储备的电能可成为该楼宇的备用电源。这是本综合系统又一重要方面。它的实施有可能是较廉价的太阳能利用工程。此外，它如用于电网“削峯填谷”的调度中，增加了电网弹性。

4.根据权利要求1，本系统在水箱11内装有水温控制器，当箱内水温接近风道热空气温度或设定温度时电动加水阀13打开对水箱11加水，补入的水将上层热水从溢水管排出，排入二次水回用系统或地沟。保证系统热气流持续降温，以弱化城区“热岛效应”，也不致产生较多水雾。