CN109764469B - 基于双层玻璃幕墙的新风系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

基于双层玻璃幕墙的新风系统及控制方法，新风系统包括外层玻璃幕墙、内层玻璃幕墙和将两层幕墙进行固定的龙骨，还包括热管式换热器、室外进风扇、三通电磁阀、室内排风扇、通风导管、新风机、室外排风扇、蓄电池、光伏控制器、电源切换装置、外接电源及控制系统。热管式换热器安装在外层、内层玻璃幕墙形成的空气夹层内，室外进风扇、室内排风扇及新风机分别与热管式换热器通过管道连接，热管式换热器、室外进风扇、三通电磁阀、室内排风扇、新风机及室外排风扇均与控制系统电连接。本发明在不同季节采用不同的新风调节方式，通过热管式换热器对进入室内空气或室内排出空气进行预处理，使室内新风进行预热，从而降低新风负荷，实现建筑节能。

Description

基于双层玻璃幕墙的新风系统及控制方法

技术领域

本发明涉及绿色建筑领域，特别是一种基于双层玻璃幕墙的新风系统及采用该新风系统为室内提供新风的方法。

背景技术

随着经济的高速发展，高层建筑数目逐渐增多，能源消耗问题也日益凸显。建筑幕墙作为建筑节能的主体，既要满足人们采光、通风、立面美观等基本需求，还要满足保温、隔热、隔声等舒适度要求。

在实际生活中，由于现代工业化的不断发展，使得雾霾现象等环境污染日趋严重，被污染的室外空气中往往带有影响人类健康的颗粒物等，而现有的双层幕墙的送风系统应用于现代建筑物中存在明显缺陷：1）送风系统使用中央空调换气效果不明显，空调耗能很大，并且由于中央空调的静压问题，远距离输送空气无法实现有组织的流通。2）仅依靠自然通风无法对空气进行过滤，同时也无法控制空气的风量以及风速，难以实现换气控制，通风性能差。因而现有的双层幕墙的送风系统在使用过程中热量损失高，节能效果不佳。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种基于双层玻璃幕墙的新风系统及采用该新风系统为室内提供新风的方法，通过热管式换热器对外部环境进入的空气或室内排出的空气进行预处理，使室内新风在进入室内前先进行热交换，解决新风负荷高，节能效果不佳的问题。

本发明的技术方案是：基于双层玻璃幕墙的新风系统，所述双层玻璃幕墙包括外层玻璃幕墙、内层玻璃幕墙和龙骨，龙骨与楼层板固定连接，外层玻璃幕墙和内层玻璃幕墙固定安装在龙骨上，外层玻璃幕墙、内层玻璃幕墙及两端的隔墙形成封闭的空气夹层，空气夹层内的外层玻璃幕墙上设有电动遮阳百叶，内层玻璃幕墙上设有开启扇。

所述外层玻璃幕墙为光伏玻璃，通过光电转化将光能转化为电能并储存到蓄电池中以供系统用电设备使用，所述内层玻璃幕墙为Low-E中空玻璃幕墙。

所述的新风系统还包括热管式换热器、带空气过滤器的室外进风扇、三通电磁阀、带空气过滤器的室内排风扇、通风导管、新风机、带防护网的室外排风扇、蓄电池、光伏控制器、电源切换装置、外接电源及控制系统。

所述的热管式换热器设于空气夹层内的地面上，用于对空气进行预处理，热管式换热器采用吸液芯式热管换热器，热管式换热器上设有四个接口，分别为室外进风口、新风出口、室内空气进风口及换热器排风口，新风出口内设有第一排风扇，换热器排风口内设有第二排风扇。

所述的室外进风扇安装在空气夹层内隔墙的下端，并与大气相通，通风导管安装在空气夹层内隔墙的下端，一端与大气相通，一端与空气夹层相通，室外进风扇通过管道与三通电磁阀的进气端连接，三通电磁阀的第一出气端通过管道与热管式换热器的室外进风口连接，三通电磁阀的第二出气端通过管道与通风导管连接。

所述的室内排风扇安装在内层玻璃幕墙上，并通过管道与热管式换热器的室内空气进风口连接，通过室内排风扇将室内空气引入热管式换热器。

所述的新风机设于建筑物的室内单元内，新风机的进风口通过管道与热管式换热器的新风出口连接，通过新风出口内的第一排风扇将热管式换热器处理之后的新风通过新风机送至室内单元内。

所述的室外排风扇安装在空气夹层内隔墙的上端，并与大气相通，通过室外排风扇将空气夹层内的空气排入大气。

所述的蓄电池及光伏控制器安装在空气夹层内，通过光伏控制器将外层玻璃幕墙吸收的太阳能转换为电能储存到蓄电池，为新风系统提供电源。

当蓄电池的电量不足时，电源切换装置切换到由外接电源供电。例如，用户能够设置当蓄电池的电量仅剩10%时为电量不足，此时控制系统控制电源组件中的电源切换装置切换到由外接电源对新风系统进行供电。

所述热管式换热器、室外进风扇、三通电磁阀、室内排风扇、新风机、室外排风扇、开启扇及电动遮阳百叶均与控制系统电连接。

所述控制系统包括STM单片机芯片和控制面板，STM单片机芯片与控制面板电连接。

采用上述的新风系统为室内提供新风的方法，其具体步骤如下：

用户通过控制面板选择该新风系统工作的模式包括过渡季节模式、夏季模式及冬季模式。

A、当新风系统工作的模式为过渡季节模式时，通过控制面板打开内层玻璃幕墙上的开启扇，启动室外进风扇，同时，STM单片机芯片控制三通电磁阀的第二出气端打开，第一出气端关闭，室外进风扇将外部环境中的空气通过通风导管抽入空气夹层内，并通过打开的开启扇进入室内单元内。

B、当新风系统工作的模式为夏季模式时，通过控制面板关闭内层玻璃幕墙上的开启扇，同时，通过控制面板操作STM单片机芯片进行以下控制：

B-1、调整电动遮阳百叶角度使百叶平行外层玻璃幕墙以降低太阳对空气夹层的辐射；

B-2、控制热管式换热器、室外进风扇、室内排风扇、新风机及室外排风扇工作，并将三通电磁阀的第一出气端打开、第二出气端关闭，外部环境中的空气通过室外进风扇并经室外进风扇内的过滤器过滤后进入热管式换热器，经过热管式换热器底部的蒸发端进行换热，降温后的新风通过新风出口内的第一排风扇送入新风机，然后进入室内单元内，同时，室内的空气通过室内排风扇进入热管式换热器，并经过热管式换热器上部的冷凝端进行换热，然后通过热管式换热器排风口内的第二排风扇排入空气夹层中，再通过室外排风扇排入外部环境，从而形成外部环境、空气夹层和室内单元之间的空气循环回路，在此空气循环过程中，室内排出的空气与空气夹层中的空气发生对流换热，有效降低玻璃幕墙表面温度。

C、当新风系统工作的模式为冬季模式时，通过控制面板关闭内层玻璃幕墙上的开启扇，同时，通过控制面板操作STM单片机芯片进行以下控制：

C-1、调整电动遮阳百叶角度使百叶垂直外层玻璃幕墙，从而太阳辐射直射入空气夹层内；

C-2、控制热管式换热器、室外进风扇、室内排风扇、新风机及室外排风扇工作，并将三通电磁阀的第一出气端打开、第二出气端关闭，外部环境中的空气通过室外进风扇并经室外进风扇内的过滤器过滤后进入热管式换热器，由于冬季室内空气温度高于室外空气温度，根据吸液芯热管式换热器的工作原理，热管式换热器的底部变为冷凝端，上部变为蒸发端，进入热管式换热器的外部环境中的空气经过热管式换热器底部的冷凝端进行换热，加热后的新风通过新风出口内的第一排风扇送入新风机，然后进入室内单元内，同时，室内的空气通过室内排风扇进入热管式换热器，并经过热管式换热器上部的蒸发端进行换热，然后通过热管式换热器排风口内的第二排风扇排入空气夹层中，再通过室外排风扇排入外部环境，从而形成外部环境、空气夹层和室内单元之间的空气循环回路，在此空气循环过程中，热管式换热器对进入的外部环境中的空气进行预热处理，降低了新风的负荷，且通过太阳辐射和室内排出的空气升高幕墙温度。

本发明与现有技术相比具有如下特点：

1、本发明提供的基于双层玻璃幕墙的新风系统能够通过控制系统控制新风系统在不同的季节工作在不同的状态，并利用过滤装置过滤空气中的颗粒物，保证新风的洁净度，从而避免在新风机中安装过滤装置。

2、进入新风机中的空气由热管式换热器进行预处理，降低了室内的新风负荷。

3、通过光伏玻璃将光能转化为电能供系统使用，且电动遮阳百叶的角度能够根据需要进行调节以适应不同的季节；另外在过渡季节里，仅通过风扇的导流与开启扇相结合直接把过滤后的空气送至室内，不仅大大的节约了能源，而且提高了空气的流通性和舒适性，有利于人身体健康。

以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的控制原理示意图。

具体实施方式

实施例、基于双层玻璃幕墙的新风系统，所述双层玻璃幕墙包括外层玻璃幕墙1、内层玻璃幕墙2和龙骨（图中未示出），龙骨与楼层板固定连接，外层玻璃幕墙1和内层玻璃幕墙2固定安装在龙骨上，外层玻璃幕墙1、内层玻璃幕墙2及两端的隔墙形成封闭的空气夹层14，空气夹层14内的外层玻璃幕墙1上设有电动遮阳百叶13，内层玻璃幕墙2上设有开启扇12。

所述外层玻璃幕墙1为光伏玻璃，通过光电转化将光能转化为电能并储存到蓄电池10中以供系统用电设备使用，所述内层玻璃幕墙2为Low-E中空玻璃幕墙。

所述的新风系统还包括热管式换热器3、带空气过滤器的室外进风扇4、三通电磁阀5、带空气过滤器的室内排风扇6、通风导管7、新风机8、带防护网的室外排风扇9、蓄电池10、光伏控制器11、电源切换装置（图中未示出）、外接电源（图中未示出）及控制系统。

所述的热管式换热器3设于空气夹层14内的地面上，用于对空气进行预处理，热管式换热器3采用吸液芯式热管换热器，热管式换热器3上设有四个接口，分别为室外进风口3-1、新风出口3-2、室内空气进风口3-3及换热器排风口3-4，新风出口3-2内设有第一排风扇3-2-1，换热器排风口3-4内设有第二排风扇3-4-1。

所述的室外进风扇4安装在空气夹层14内隔墙的下端，并与大气相通，通风导管7安装在空气夹层14内隔墙的下端，一端与大气相通，一端与空气夹层14相通，室外进风扇4通过管道与三通电磁阀5的进气端连接，三通电磁阀5的第一出气端通过管道与热管式换热器3的室外进风口3-1连接，三通电磁阀5的第二出气端通过管道与通风导管7连接。

所述的室内排风扇6安装在内层玻璃幕墙2上，并通过管道与热管式换热器3的室内空气进风口3-3连接，通过室内排风扇6将室内空气引入热管式换热器3。

所述的新风机8设于建筑物的室内单元15内，新风机8的进风口通过管道与热管式换热器3的新风出口3-2连接，通过新风出口3-2内的第一排风扇3-2-1将热管式换热器3处理之后的新风通过新风机8送至室内单元15内。

所述的室外排风扇9安装在空气夹层14内隔墙的上端，并与大气相通，通过室外排风扇9将空气夹层14内的空气排入大气。

所述的蓄电池10及光伏控制器11安装在空气夹层14内，通过光伏控制器11将外层玻璃幕墙1吸收的太阳能转换为电能储存到蓄电池10，为新风系统提供电源。

当蓄电池10的电量不足时，电源切换装置切换到由外接电源供电。例如，用户能够设置当蓄电池10的电量仅剩10%时为电量不足，此时控制系统控制电源组件中的电源切换装置切换到由外接电源对新风系统进行供电。

所述热管式换热器3、室外进风扇4、三通电磁阀5、室内排风扇6、新风机8、室外排风扇9、开启扇12及电动遮阳百叶13均与控制系统电连接。

所述控制系统包括STM单片机芯片和控制面板，STM单片机芯片与控制面板电连接。

采用上述的新风系统为室内提供新风的方法，其具体步骤如下：

用户通过控制面板选择该新风系统工作的模式包括过渡季节模式、夏季模式及冬季模式。

A、当新风系统工作的模式为过渡季节模式时，通过控制面板打开内层玻璃幕墙2上的开启扇12，启动室外进风扇4，同时，STM单片机芯片控制三通电磁阀5的第二出气端打开，第一出气端关闭，室外进风扇4将外部环境中的空气通过通风导管7抽入空气夹层14内，并通过打开的开启扇12进入建筑物的室内单元15内。

B、当新风系统工作的模式为夏季模式时，通过控制面板关闭内层玻璃幕墙2上的开启扇12，同时，通过控制面板操作STM单片机芯片进行以下控制：

B-1、调整电动遮阳百叶13角度使百叶平行外层玻璃幕墙1以降低太阳对空气夹层14的辐射；

B-2、控制热管式换热器3、室外进风扇4、室内排风扇6、新风机8及室外排风扇9工作，并将三通电磁阀5的第一出气端打开、第二出气端关闭，外部环境中的空气通过室外进风扇4并经室外进风扇4内的过滤器过滤后进入热管式换热器3，经过热管式换热器3底部的蒸发端进行换热，降温后的新风通过新风出口3-2内的第一排风扇3-2-1送入新风机8，然后进入室内单元15内，同时，室内的空气通过室内排风扇6进入热管式换热器3，并经过热管式换热器3上部的冷凝端进行换热，然后通过热管式换热器3排风口3-4内的第二排风扇3-4-1排入空气夹层14中，再通过室外排风扇9排入外部环境，从而形成外部环境、空气夹层14和室内单元15之间的空气循环回路，在此空气循环过程中，室内排出的空气与空气夹层14中的空气发生对流换热，有效降低玻璃幕墙表面温度。

C、当新风系统工作的模式为冬季模式时，通过控制面板关闭内层玻璃幕墙2上的开启扇12，同时，通过控制面板操作STM单片机芯片进行以下控制：

C-1、调整电动遮阳百叶12角度使百叶垂直外层玻璃幕墙1，从而太阳辐射直射入空气夹层14内；

C-2、控制热管式换热器3、室外进风扇4、室内排风扇6、新风机8及室外排风扇9工作，并将使得三通电磁阀5的第一出气端打开、第二出气端关闭，外部环境中的空气通过室外进风扇4并经室外进风扇4内的过滤器过滤后进入热管式换热器3，由于冬季室内空气温度高于室外空气温度，根据吸液芯热管式换热器的工作原理，热管式换热器3的底部变为冷凝端，上部变为蒸发端，进入热管式换热器3的外部环境中的空气经过热管式换热器3底部的冷凝端进行换热，加热后的新风通过新风出口3-2内的第一排风扇3-2-1送入新风机8，然后进入室内单元15内， 同时，室内的空气通过室内排风扇6进入热管式换热器3，并经过热管式换热器3上部的蒸发端进行换热，然后通过热管式换热器3排风口3-4内的第二排风扇3-4-1排入空气夹层14中，再通过室外排风扇9排入外部环境，从而形成外部环境、空气夹层14和室内单元15之间的空气循环回路，在此空气循环过程中，热管式换热器3对进入的外部环境中的空气进行预热处理，降低了新风的负荷，且通过太阳辐射和室内排出的空气升高幕墙温度。

Claims (4)

1.基于双层玻璃幕墙的新风系统，所述双层玻璃幕墙包括外层玻璃幕墙、内层玻璃幕墙和龙骨，龙骨与楼层板固定连接，外层玻璃幕墙和内层玻璃幕墙固定安装在龙骨上，外层玻璃幕墙、内层玻璃幕墙及两端的隔墙形成封闭的空气夹层，其特征是：空气夹层内的外层玻璃幕墙上设有电动遮阳百叶，内层玻璃幕墙上设有开启扇；

所述的新风系统还包括热管式换热器、带空气过滤器的室外进风扇、三通电磁阀、带空气过滤器的室内排风扇、通风导管、新风机、带防护网的室外排风扇、蓄电池、光伏控制器、电源切换装置、外接电源及控制系统；

所述的热管式换热器设于空气夹层内的地面上，用于对空气进行预处理，热管式换热器采用吸液芯式热管换热器，热管式换热器上设有四个接口，分别为室外进风口、新风出口、室内空气进风口及换热器排风口，新风出口内设有第一排风扇，换热器排风口内设有第二排风扇；

所述的室外进风扇安装在空气夹层内隔墙的下端，并与大气相通，室外进风扇通过管道与三通电磁阀的进气端连接，三通电磁阀的第一出气端通过管道与热管式换热器的室外进风口连接，三通电磁阀的第二出气端通过管道与通风导管连接，通风导管的另一端连通空气夹层；

所述的室内排风扇安装在内层玻璃幕墙上，并通过管道与热管式换热器的室内空气进风口连接，通过室内排风扇将室内空气引入热管式换热器；

所述的新风机设于建筑物的室内单元内，新风机的进风口通过管道与热管式换热器的新风出口连接，通过新风出口内的第一排风扇将热管式换热器处理之后的新风通过新风机送至室内单元内；

所述的室外排风扇安装在空气夹层内隔墙的上端，并与大气相通，通过室外排风扇将空气夹层内的空气排入大气；

所述的蓄电池及光伏控制器安装在空气夹层内，通过光伏控制器将外层玻璃幕墙吸收的太阳能转换为电能储存到蓄电池，为新风系统提供电源，当蓄电池的电量不足时，电源切换装置切换到由外接电源供电；

所述热管式换热器、室外进风扇、三通电磁阀、室内排风扇、新风机、室外排风扇、开启扇及电动遮阳百叶均与控制系统电连接。

2.如权利要求1所述的基于双层玻璃幕墙的新风系统，其特征是：所述外层玻璃幕墙为光伏玻璃，通过光电转化将光能转化为电能并储存到蓄电池中以供系统用电设备使用，所述内层玻璃幕墙为Low-E中空玻璃幕墙。

3.如权利要求1所述的基于双层玻璃幕墙的新风系统，其特征是：所述控制系统包括STM单片机芯片和控制面板，STM单片机芯片与控制面板电连接。

4.采用如权利要求1-3任一项所述的新风系统为室内提供新风的方法，其特征是：包括如下步骤：

用户通过控制面板选择该新风系统工作的模式包括过渡季节模式、夏季模式及冬季模式；

A、当新风系统工作的模式为过渡季节模式时，通过控制面板打开内层玻璃幕墙上的开启扇，启动室外进风扇，同时，STM单片机芯片控制三通电磁阀的第二出气端打开，第一出气端关闭，室外进风扇将外部环境中的空气通过通风导管抽入空气夹层内，并通过打开的开启扇进入室内单元内；

B、当新风系统工作的模式为夏季模式时，通过控制面板关闭内层玻璃幕墙上的开启扇，同时，通过控制面板操作STM单片机芯片进行以下控制：

B-1、调整电动遮阳百叶角度使百叶平行外层玻璃幕墙以降低太阳对空气夹层的辐射；

B-2、控制热管式换热器、室外进风扇、室内排风扇、新风机及室外排风扇工作，并将三通电磁阀的第一出气端打开、第二出气端关闭，外部环境中的空气通过室外进风扇并经室外进风扇内的过滤器过滤后进入热管式换热器，经过热管式换热器底部的蒸发端进行换热，降温后的新风通过新风出口内的第一排风扇送入新风机，然后进入室内单元内，同时，室内的空气通过室内排风扇进入热管式换热器，并经过热管式换热器上部的冷凝端进行换热，然后通过热管式换热器排风口内的第二排风扇排入空气夹层中，再通过室外排风扇排入外部环境，从而形成外部环境、空气夹层和室内单元之间的空气循环回路，在此空气循环过程中，室内排出的空气与空气夹层中的空气发生对流换热，有效降低玻璃幕墙表面温度；

C、当新风系统工作的模式为冬季模式时，通过控制面板关闭内层玻璃幕墙上的开启扇，同时，通过控制面板操作STM单片机芯片进行以下控制：

C-1、调整电动遮阳百叶角度使百叶垂直外层玻璃幕墙，从而太阳辐射直射入空气夹层内；

C-2、控制热管式换热器、室外进风扇、室内排风扇、新风机及室外排风扇工作，并将三通电磁阀的第一出气端打开、第二出气端关闭，外部环境中的空气通过室外进风扇并经室外进风扇内的过滤器过滤后进入热管式换热器，由于冬季室内空气温度高于室外空气温度，根据吸液芯热管式换热器的工作原理，热管式换热器的底部变为冷凝端，上部变为蒸发端，进入热管式换热器的外部环境中的空气经过热管式换热器底部的冷凝端进行换热，加热后的新风通过新风出口内的第一排风扇送入新风机，然后进入室内单元内，同时，室内的空气通过室内排风扇进入热管式换热器，并经过热管式换热器上部的蒸发端进行换热，然后通过热管式换热器排风口内的第二排风扇排入空气夹层中，再通过室外排风扇排入外部环境，从而形成外部环境、空气夹层和室内单元之间的空气循环回路，在此空气循环过程中，热管式换热器对进入的外部环境中的空气进行预热处理，降低了新风的负荷，且通过太阳辐射和室内排出的空气升高幕墙温度。