CN105444323A - 一种窗墙一体化防霾通风器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种窗墙一体化防霾通风器装置，属于建筑物通风和空气净化领域，该装置包括在空心墙体上固定一窗体框架，该窗体框架的一侧嵌入空心墙体内形成排风道并构成窗体边框，在窗体边框的底部安装粗效过滤器、在粗效过滤器上方的窗体边框均安装有机玻璃板构成夹层空腔，玻璃板与窗体框架固定；静电除尘器、显热交换器依次放置在粗效过滤器上的夹层空腔下端，保证室外气流仅能从粗效过滤器往上流经静电除尘器和显热交换器，室内气流仅能进入排风道；太阳能电池板放置在静电除尘器向室外一侧面与窗体框架固定；蓄电池固定在空心墙体中的排风道底部，风机安装在排风道出口处。本装置可改善室内空气质量，适用于居民楼的自然通风和室内空气净化。

Description

一种窗墙一体化防霾通风器
技术领域
本发明属于居民建筑通风和空气净化领域，特别涉及一种兼顾新风通风和防止室外雾霾的、跟建筑围护结构(窗和墙体)相结合的一体化通风器。
背景技术
随着国内生活水平的提高，人们越来越关注空气质量。近年来，随着快速城镇化、现代化，我国的室内外空气质量显著下降，令人担忧，具体表现在：(1)全国多城市频频遭遇雾霾天气，室内PM2.5浓度过高；(2)室内大量使用以人造板为主要原材料的建筑装饰装修材料和复合木家具，其中不乏一些会散发甲醛和VOCs(如苯、甲苯)的材料和产品，造成了近年来我国一些城市的甲醛等挥发性有机污染比国际上很多国家的城市和地区更为严重。因此，如何防止室外颗粒物污染，去除室内化学污染已成为社会关注的焦点问题。
为了防止室外的颗粒物和室内挥发性有机污染，目前绝大多数居民采用密闭门窗，并结合使用室内空气净化器的方式，但室内空气净化器只能对所处的室内环境进行循环净化，密闭门窗使得房间内没有新鲜空气，氧气浓度降低，二氧化碳浓度升高，室内空气污浊，影响室内人员健康和舒适。而一旦开启门窗，会引入了室外PM2.5污染。此外，根据市场调查，主流空气净化产品的噪声问题也堪忧。若降低净化器风速以减小噪声，则会导致空气净化器的洁净效果大大减小。而且，根据中关村在线委托广州工业微生物检测中心所做实验，若每天空气净化器开启14小时(其中30分钟运行强劲档，6.5小时运行最佳噪音档，7小时运行睡眠档)，则目前主流的19种空气净化器平均耗电量为3.66kWh/天，高能耗弊端不容忽视。
除此之外，也有采用安装新风系统的方式来实现室内颗粒物和挥发性有机污染的控制，但现有新风系统尺寸较大，需占用阳台空间，严重影响了居民的生活使用面积。如果新风系统安置在吊顶中，则又带来后续维护清洗工作的不便。
发明内容
本发明的目的是克服现有室内空气净化技术难以兼顾新风需求和室内空气质量的难题，提出一种窗墙一体化防霾通风器，本发明以窗墙为载体，建筑围护结构相结合利用窗墙体中的净化部件除霾，并为室内提供新风，从而实现改善室内空气质量的目的。
本发明提出的一种窗墙一体化防霾通风器装置，其特征在于，该装置包括：在空心墙体上固定一窗体框架，安装在框架中的双层玻璃板、粗效过滤器，静电除尘器，显热交换器，风机，太阳能电池板，蓄电池各部件；各部件的装配关系为：所述窗体框架为整个装置的承重并将各部件安装固定成一整体；该窗体框架的一侧嵌入空心墙体内形成排风道，并构成窗体边框，在窗体边框的底部安装粗效过滤器、在粗效过滤器上方的窗体边框前后两立面均安装玻璃板构成夹层空腔，玻璃板与窗体框架固定；静电除尘器、显热交换器依次放置在粗效过滤器上的夹层空腔下端，太阳能电池板放置在静电除尘器向室外一侧面与窗体框架固定；蓄电池固定在空心墙体的排风道底部；所述风机安装在窗体框架上部空心墙体开孔中，并与窗体框架固定；风机与太阳能电池板分别通过电线与蓄电池连接，静电除尘器通过电线与室内电插头连接。
本发明的特点及有益效果：
本发明结构是以墙体和玻璃幕墙为通风的通路，室外空气经过空心墙体，依次通过粗效过滤器、静电除尘设备、显热交换器，然后在热压作用下通过玻璃幕墙间的夹层上升，送入室内；室内空气在室内回风口依次经过显热交换器(与室外空气进行热交换)，垂直的玻璃幕墙(内部设置的吸热材料吸收太阳辐射，提高回风段空气温度，使得室内空气进入后在热压作用下上升，经过太阳能蓄能电池驱动的风机排出室外。
本发明的有益效果在于：
(1)防止室外雾霾对室内环境造成污染。采用静电除尘作为空气净化手段，具有可重复自行清洗、阻力小的优点。目前大部分空气净化器用过滤方式实现空气净化，选用的过滤器过滤效率越高，引起的压力损失越大，而且更好成本高。而静电除尘方式在空气净化过程中产生的阻力较小，其阻力损失一般为20Pa，阻力是一般的袋式除尘器的1/5～1/8，极大增强通风。在本发明中由于进风面积大，风速小，颗粒物在静电除尘器中的停留时间长，因而本发明中的静电除尘器的电压远小于常规静电除尘器，从而使得臭氧产生量大大减少，避免过量臭氧对人体的危害。
(2)使得室内空气更加新鲜，降低室内挥发性有机污染物浓度。新风在窗墙结构中经过静电除尘和全热回收后，进入室内环境，不仅补充了新鲜氧气，还稀释了由室内源(如家具、木地板等)产生的甲醛等有机污染物。
(3)结合太阳能电池板、蓄电池和显热回收装置，节约能源。整个装置尽可能采用太阳能驱动风机来通风，通过强化自然通风，使得室内空气更加新鲜；且拥有显热回收装置，可以减轻冬季建筑物供暖负担。本装置采用太阳能蓄能电池驱动风机，结合显热回收装置，极大程度上节省能耗，并且太阳能电池具有蓄能效果，即使在雾霾严重辐射强度低的时候也可以驱动风机并进行通风。
(4)窗墙一体化构造思路，迎合了当前建筑构造工业化的趋势，减少了材料损坏，符合减排的国家建设大方针。
本装置特别适用于居民楼的自然通风和室内空气净化。
附图说明
图1为本发明的一种窗墙一体化防霾通风器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本装置的具体实施办法进行说明。
本发明的一种窗墙一体化防霾通风器装置的实施例结构如图1所示，包括：在空心墙体上固定一窗体框架100，安装在框架中的双层玻璃板、粗效过滤器1(即新风入口)，静电除尘器2，显热交换器3，风机4，太阳能电池板5，蓄电池6；各部件的装配关系及具体实现方式说明如下：
窗体框架长150cm、高200cm、厚10cm，采用铝合金或不锈钢材料制成，成为整个装置的主要承重并将各部件安装固定成一整体。该框架与空心墙体固定，框架的后立面与墙体通过螺丝连接，其余框架构成窗体边框，突出于墙体以留出排风道口。在窗体边框的底部安装粗效过滤器1(也即新风入口)、在粗效过滤器1上方的窗体边框前后两立面均安装有机玻璃板，构成安装放置其它部件的夹层空腔，有机玻璃板与金属框架通过螺丝连接或粘结剂粘接。静电除尘器2、显热交换器3依次放置在粗效过滤器1上的夹层空腔下端，太阳能电池板5放置在静电除尘器2向室外一侧面，太阳能电池板5与窗体框架通过螺丝或粘结剂连接；蓄电池6固定在空心墙体中的框架内与静电除尘器2并排放置在窗体框架底部，其高度要保证不会挡住显热交换器3左侧断面气流通过。风机4安装在窗体框架上部空心墙体开孔中，风机4与窗体框架通过螺丝或粘接剂连接。
本装置装配后应保证从粗效过滤器1进入的室外气流只能从静电除尘器2自下往上流经显热交换器3。同时保证显热交换器3左右两个断面空气流通，从右至左流经显热交换器3。
整个装置用电部分布线如下：本装置用电的设备为风机、蓄电池和静电除尘器。其中风机连线于蓄电池，电线直接布在装置左侧空心墙体通道内。蓄电池连线于太阳能电池板，电线从隔板玻璃上钻孔通过，且通线之后密封。静电除尘器连接屋内电插座，电线从新风口区域引入室内。
本装置各部件的具体实现方式及功能分别说明如下：
粗效过滤器1(即新风入口)：过滤从室外进来的新风中直径较大的颗粒物，防止静电除尘器堵塞，本实施例采用常规的空气过滤器产品，要求产品的尺寸恰好能放在窗体边框内，高度不宜过高，以尽量少影响进光，本实施例选择长130cm、厚10cm、高10cm的过滤器，分级为G2或G3级，初阻力小于30Pa，采用铝合金镀锌板为外框，双面喷塑铁丝或双面镀锌铁丝为防护网，滤料采用G1级无纺布。
静电除尘器2：本装置采用的静电除尘器可由生产静电除尘器的厂家生产的常规产品，采用4伏到8伏的电压，因为低压情况下除尘效果会更好，所以在风速较低的情况下，采用低压会更加节能而且使除尘更加高效。本产品采用规格为长130cm，宽95cm，高39cm的静电除尘器。
显热交换器3：采用由生产显热交换器的厂家生产的铝制显热交换器，方便室内的空气和室外的空气进行显热交换。本产品采用长130cm，宽95cm，高24cm的铝制显热交换器，其中回风口位于图中③位置，气流从右自左流经显热交换器。
风机4：采用常规的排风机，用于增大排风道的风压，强化通风，其中风机由太阳能电池板及蓄电池驱动。本产品采用小型工频轴流风机，长20cm，宽20cm，厚度小于10cm即可。
太阳能电池板5：为风机提供动力，本产品采用长130cm，高39cm的小型家用太阳能电池板，额定电压12V。
蓄电池6：为风机提供动力，并存储多余的太阳能，以应对不同的天气情况。本产品采用与太阳能电池板配套的蓄电池，额定电压12V，7.2AH电容量。
排风道：即装置左侧通道，通道内壁贴附吸热材料。回风从排风道排出室外，本实施例的吸热材料采用磁控溅射蓝膜吸热涂层——铝板蓝钛，安装在排风道一侧，使排风道在冬季能够吸收太阳能，对室内回风进行加热，增加其与室外的热压，便于加强通风。
新风入口①：新风由此进入装置。
回风入口②：室内回风由此进入幕墙。
本实施例整个装置的运行方法如下：室外新风从新风口进入，经过粗效过滤器过滤掉粒径较大的颗粒物，防止其将静电除尘器堵塞。新风进入玻璃幕墙，然后经过静电除尘器除去空气当中的PM2.5等粒径较小的颗粒物，然后进入显热交换器。室内空气由回风口进入显热交换器，与新风进行显热交换，然后新风受热上升，从送风口进入室内，而室内空气经由排风道，通过排风道上方太阳能蓄能电池驱动的风机所形成的风压排到室外。
其中，空气分两条路线进行(编号代表部件和位置)：一、新风路线：1→2→3→③；二、回风路线：②→3→4。
送风入口③：将经过净化后的新风送入室内。
注：本装置的尺寸只用于举例说明，实际应用本装置可根据房间大小调整。

Claims (1)

1.一种窗墙一体化防霾通风器装置，其特征在于，该装置包括：在空心墙体上固定一窗体框架，安装在框架中的双层玻璃板、粗效过滤器，静电除尘器，显热交换器，风机，太阳能电池板，蓄电池各部件；各部件的装配关系为：所述窗体框架为整个装置的承重并将各部件安装固定成一整体；该窗体框架的一侧嵌入空心墙体内形成排风道，并构成窗体边框，在窗体边框的底部安装粗效过滤器、在粗效过滤器上方的窗体边框前后两立面均安装玻璃板构成夹层空腔，玻璃板与窗体框架固定；静电除尘器、显热交换器依次放置在粗效过滤器上的夹层空腔下端，太阳能电池板放置在静电除尘器向室外一侧面与窗体框架固定；蓄电池固定在空心墙体的排风道底部；所述风机安装在窗体框架上部空心墙体开孔中，并与窗体框架固定；风机与太阳能电池板分别通过电线与蓄电池连接，静电除尘器通过电线与室内电插头连接。
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