CN112902340A - 一种基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙，包括模块化墙体结构，设置有太阳能侧外墙、内外墙之间的腔体、用户侧内墙。本发明基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙中，利用太阳能侧外墙产生的电能为通风管道、蓄电池提供电能。在回风风机、新风风机、新风过滤器、第一级新风处理装置和第二级新风再处理装置共同作用下实现双级处理，为室内通入温度适宜且洁净的新风，有利于人体健康。因存在第二级新风再处理装置，降低了室内的新风冷(热)负荷。通过双级处理减少新风耗能，节约资源。

Description

一种基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙
技术领域
本发明公开了一种基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙，属于太阳能应用技术领域。
背景技术
随着人们对房间舒适程度要求的不断提升，作为保证室内温度和舒适度的重要因素。新风系统逐渐成为空气调节系统中不可或缺的重要组成部分。采用机械设备为房间提供新风虽然可以保证新风量的需求，但是又会产生额外的设备能耗以及新风负荷。新风系统能耗占空调系统能耗的25％～35％，直接影响了整个空调系统能耗效率，浪费资源，尤其在夏季冬季空调用电高峰时耗能巨大。因此设计一种依靠太阳能光伏驱动的带有新风双级处理的系统成为本领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙，对新风进行双级处理，为室内通入温度适宜且洁净的新风，减少新风能耗，节约资源。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙，包括模块化墙体结构，设置有太阳能侧外墙、内外墙之间的腔体、用户侧内墙；太阳能侧外墙包括太阳能光伏板作为墙体的一部分、室外新风进风口和室内回风出风口、室内回风出风口加装风阀。内外墙之间的腔体包括真空绝热板、蓄电池、太阳能充放电控制器、第一级新风处理装置、第二级新风再处理装置以及通风管道。用户侧内墙包括室外新风出风口和室内回风进风口，室外新风出风口加装风阀和新风过滤器，包括控制面板和维修口。在本基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙中，利用太阳能侧外墙产生的电能为通风管道、蓄电池提供电能。在回风风机、新风风机、新风过滤器、第一级新风处理装置和第二级新风再处理装置共同作用下实现双级处理，为室内通入温度适宜且洁净的新风。
一种基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙，其特征在于：包括太阳能侧外墙、内外墙之间的腔体和用户侧内墙。太阳能侧外墙包括太阳能光伏板、室外新风进风口和室内回风出风口；
内外墙之间的腔体包括真空绝热板、蓄电池、太阳能充放电控制器、第一级新风处理装置、第二级新风再处理装置以及通风管道。蓄电池、太阳能充放电控制器由真空绝热板围护。
用户侧内墙包括室外新风出风口和室内回风进风口，室外新风出风口处设有新风过滤器；室内回风出风口和室外新风出风口处均加装有风阀。
所述的通风管道的新风侧依次与室外新风进风口、新风风机、第一级新风处理装置、第二级新风再处理装置、室外新风出风口的风阀、新风过滤器和室外新风出风口连接；通风管道的回风侧依次与室内回风进风口、回风风机、第一级新风处理装置、第二级新风再处理装置、室内回风出风口处的风阀和室内回风出风口连接。
所述太阳能光伏板一端连接太阳能充放电控制器正极，一端连接太阳能充放电控制器负极，蓄电池的正极与太阳能充放电控制器正极连接，蓄电池的负极与太阳能充放电控制器负极连接。
利用太阳能侧外墙的太阳能光伏板昼间产生的电能为通风管道和蓄电池提供电能，夜间利用蓄电池向通风管道供电。
控制面板为回风风机、新风风机、风阀和第二级新风再处理装置的控制开关；太阳能光伏板在昼间为蓄电池充电，通过控制面板为回风风机、新风风机、风阀和第二级新风再处理装置供电；蓄电池夜间通过控制面板控制为回风风机、新风风机、风阀和第二级新风再处理装置供电。
室外新风进风口装有新风风机引入室外新风，室内回风出风口排出室内处理完的回风。
风阀通过控制面板控制，用来调节风量和风速，室外新风出风口加装新风过滤器，新风过滤器过滤新风，保证引入新风洁净度。
控制面板和维修口设置在所述的用户侧内墙上，用以控制面板控制系统运行，维修口方便进行检修以及设备更换。
真空绝热板为墙体保温、蓄电池保证设备夜间正常使用，太阳能充放电控制器用于控制太阳能光伏板对蓄电池充放电以及对回风风机、新风风机、风阀和第二级新风再处理装置供电。
第一级新风处理装置包括板翅式换热器，板翅式换热器使新风与回风换热，对新风进行一次处理。
第二级新风再处理装置包括热电制冷热泵系统，热电制冷热泵系统包括热电制冷制热片和散热片，热电制冷制热片两端加上散热片，为新风加热或降温，对新风进行二次处理。
第二级新风再处理装置的正极与太阳能充放电控制器正极和负极连接，第二级新风再处理装置的负极与太阳能充放电控制器负极和正极连接，回风风机和新风风机的正极与太阳能充放电控制器正极连接，回风风机和新风风机的负极与太阳能充放电控制器负极连接，风阀的正极与太阳能充放电控制器正极连接，风阀的负极与太阳能充放电控制器负极连接；控制面板作为第二级新风再处理装置、回风风机、新风风机和风阀的开关进行整体模式控制。
优选的，在所述的太阳能侧外墙中太阳能光伏板作为墙体的一部分，根据当地实际太阳辐射情况选择最佳倾斜角，提高辐射量。
优选的，太阳能侧外墙昼间产生的电能为通风管道和蓄电池提供电能，夜间利用蓄电池向通风管道放电。
优选的，所述的室内回风出风口与室外新风出风口加装风阀，两个风阀一同通过控制面板控制，用来调节风量和风速。
优选的，所述的通风管道中第一级新风处理装置包括板翅式换热器，板翅式换热器使新风与回风换热，对新风进行一次处理。
优选的，所述的通风管道中第二级新风再处理装置包括热电制冷热泵系统，热电制冷热泵系统包括热电制冷制热片和散热片，热电制冷制热片两端加上散热片，冬季为新风加热、夏季为新风降温，对新风进行二次处理。
优选的，所述的新风侧依次与室外新风进风口、新风风机、第一级新风处理装置、第二级新风再处理装置、风阀、新风过滤器和室外新风出风口连接。
优选的，所述的回风侧依次与室内回风进风口、回风风机、第一级新风处理装置、第二级新风再处理装置、风阀和室内回风出风口连接。
优选的，所述通风管道在第一级新风处理装置前的部分风道采用高热导率材料，实现新风与回风冬季提前预热、夏季提前预冷。
优选的，所述的热电制冷热泵系统可以通过控制面板调节实现电压换向，正负极切换，以实现热电制冷热泵系统冷热端互换，用同一风道冬季为新风升温，夏季为新风降温。
优选的，所述室外新风出风口装有新风过滤器，新风过滤器过滤新风，保证引入新风洁净度。
优选的，所述控制面板可以控制墙体运行，可以单独控制第二级新风再处理装置，风阀，回风风机和新风风机以及整体装置启停。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：
1、在本基于太阳能的新风系统中，置有太阳能侧外墙、内外墙之间的腔体、用户侧内墙，利用太阳能侧外墙产生的电能为通风管道、蓄电池提供电能。在回风风机、新风风机、新风过滤器、第一级新风处理装置和第二级新风再处理装置共同作用下实现双级处理，为室内通入温度适宜且洁净的新风，减少新风能耗，节约资源。
2、通过设置，在无太阳光照时，利用蓄电池为通风管道供电。
3、通过设置真空绝热板，保证墙体保温效果。
4、通过设置控制面板，保证用户可以方便的对墙体运行进行控制，实现冬季、夏季、春秋不同模式运转。
5、通过设置第二级新风再处理装置，实现了对新风双级处理，大大的降低了新风与回风的温度差，减少新风负荷，节约资源。
附图说明
图1为墙体结构示意图。
图2为墙体侧面示意图。
图3为墙体内部示意图。
图4为夏-双级处理装置示意图。
图5为冬-双级处理装置示意图。
其中：1、室外新风进风口2、室内回风出风口3、太阳能光伏板4、真空绝热板5、控制面板6、蓄电池7、太阳能充放电控制器8、新风过滤器9、风阀10、第二级新风再处理装置11、第一级新风处理装置12、新风风机13、通风管道14、回风风机15、室外新风出风口16、室内回风进风口17、板翅式换热器18、热电制冷热泵系统19、维修口20、热电制冷制热片21、散热片。
具体实施方式
图1～5是本发明的最佳实施例，下面结合附图1～5对本发明做进一步说明。
如图1～3所示，一种基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙，包括太阳能侧外墙、内外墙之间的腔体、用户侧内墙。利用太阳能光伏板3在昼间为蓄电池6充电、通过控制面板5控制为回风风机14、新风风机12、风阀9和第二级新风再处理装置10供电，蓄电池6夜间通过控制面板5控制为回风风机14、新风风机12、风阀9和第二级新风再处理装10供电。用户侧内墙和内外墙之间的腔体之间通过维修口19可以对蓄电池进行更换以及系统内排线修理。控制面板5可以控制墙体运行，可以单独控制第二级新风再处理装置10，风阀9，回风风机14和新风风机12以及整体装置启停。
如图4～5所示，通风管道内，新风侧通过新风风机12从室外将新风抽入室外新风进风口1，回风侧通过回风风机14从室内将室内空气抽入室内回风进风口16，两个管道的风经过第一级新风处理装置11的板翅式换热器17实现换热，通风管道在第一级新风处理装置11前的部分风道采用高热导率材料，实现新风与回风提前预热或预冷。
如图4～5所示，通风管道内，经过一次处理的新风与室内空气再经过第二级新风再处理装置10的热电制冷热泵系统18后，由于热电制冷制热效应，一端吸热、一端放热，使得新风夏季降温，冬季升温；室内空气夏季带走热电制冷热泵系统18废热，冬季带走热电制冷热泵系统18废冷，以保证热电制冷热泵系统18运行的制冷制热效率。经过双级处理的温度适宜的新风再通过风阀9进行风速调节，调节完的新风通过新风过滤器8过滤得到洁净且温度适宜的新风，再从室外新风出风口15流入室内，经过双级处理的回风再通过风阀9进行风速调节，调节完的回风从室内回风出风口2排向室外。
所述室内侧内墙，只需调节控制面板5，可实现对热电制冷热泵系统18电压的换向，使得热电制冷热泵系18冷热端互换，实现夏季为新风降温，冬季为新风升温。
具体工作过程及工作原理如下：
本基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙工作于三种模式：冬季制热模式、夏季制冷模式、春秋季换风模式。
冬季室外温度较低时，开启冬季制热模式，可通过控制面板5使得新风侧经过热电制冷热泵系统18的热端，通风管道内，新风侧通过新风风机12从室外将温度较低的新风抽入室外新风进风口1，回风侧通过回风风机14从室内将温度较高的室内空气抽入室内回风进风口16，两个管道的风经过第一级新风处理装置11的板翅式换热器17实现换热，经过换热后的升高温度的低温新风再通过第二级新风再处理装置10，经过热电制冷热泵系统18的热端后，温度升高，再通过风阀9进行风速调节，调节完的新风通过新风过滤器8过滤得到洁净的新风，最后将升高温度的室外新风从室外新风出风口15流入室内。
夏季室外温度较低时，开启夏季制冷模式，可通过控制面板5使得新风侧经过热电制冷热泵系统18的冷端，通风管道内，新风侧通过新风风机12从室外将温度较高的新风抽入室外新风进风口1，回风侧通过回风风机14从室内将温度较低的室内空气抽入室内回风进风口16，两个管道的风经过第一级新风处理装置11的板翅式换热器17实现换热，经过换热后的降低温度的高温新风再通过第二级新风再处理装置10，经过热电制冷热泵系统18的冷端后，温度降低，再通过风阀9进行风速调节，调节完的新风通过新风过滤器8过滤得到洁净的新风，最后将降低温度的室外新风从室外新风出风口15流入室内。
春季秋季室内室外温差不大时，开启春秋季换风模式，可通过控制面板5关闭对第二级新风再处理装置10的供电，新风侧通过新风风机12从室外将新风抽入室外新风进风口1，回风侧通过回风风机14从室内将室内空气抽入室内回风进风口16，两个管道的风经过第一级新风处理装置11的板翅式换热器17实现换热，之后不进行二次处理，调节完的新风通过新风过滤器8过滤得到洁净的新风，再从室外新风出风口15流入室内。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙，其特征在于：包括太阳能侧外墙、内外墙之间的腔体和用户侧内墙。太阳能侧外墙包括太阳能光伏板(3)、室外新风进风口(1)和室内回风出风口(2)；
内外墙之间的腔体包括真空绝热板(4)、蓄电池(6)、太阳能充放电控制器(7)、第一级新风处理装置(11)、第二级新风再处理装置(10)以及通风管道(13)。蓄电池(6)、太阳能充放电控制器(7)由真空绝热板(4)围护；
用户侧内墙包括室外新风出风口(15)和室内回风进风口(16)，室外新风出风口(15)处设有新风过滤器(8)；室内回风出风口(2)和室外新风出风口(15)处均加装有风阀(9)；用户侧内墙上还设有控制面板(5)和维修口；
所述的通风管道(13)的新风侧依次与室外新风进风口(1)、新风风机(12)、第一级新风处理装置(11)、第二级新风再处理装置(10)、室外新风出风口(15)的风阀(9)、新风过滤器(8)和室外新风出风口(15)连接；通风管道(13)的回风侧依次与室内回风进风口(16)、回风风机(14)、第一级新风处理装置(11)、第二级新风再处理装置(10)、室内回风出风口(2)处的风阀(9)和室内回风出风口(2)连接；
所述太阳能光伏板(3)一端连接太阳能充放电控制器(7)正极，一端连接太阳能充放电控制器(7)负极，蓄电池(6)的正极与太阳能充放电控制器(7)正极连接，蓄电池(6)的负极与太阳能充放电控制器(7)负极连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙，其特征在于：利用太阳能侧外墙的太阳能光伏板(3)昼间产生的电能为通风管道(13)和蓄电池(6)提供电能，夜间利用蓄电池(3)向通风管道(13)供电。控制面板(5)为回风风机(14)、新风风机(12)、风阀(9)和第二级新风再处理装置(10)的控制开关。
3.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙，其特征在于：室外新风进风口(1)装有新风风机(12)引入室外新风，室内回风出风口(2)排出室内处理完的回风。
4.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙，其特征在于：风阀(9)通过控制面板(5)控制，用来调节风量和风速，室外新风出风口(15)加装新风过滤器(8)，新风过滤器(8)过滤新风。
5.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙，其特征在于：太阳能充放电控制器(7)用于控制太阳能光伏板(3)对蓄电池(6)充放电以及对回风风机(14)、新风风机(12)、风阀(9)和第二级新风再处理装置(10)供电。
6.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙，其特征在于：第一级新风处理装置(11)包括板翅式换热器(17)。
7.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙，其特征在于：第二级新风再处理装置(10)包括热电制冷热泵系统(18)；热电制冷热泵系统(18)包括热电制冷制热片(20)和散热片(21)，热电制冷制热片(20)两端加上散热片(21)。
8.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙，其特征在于：第二级新风再处理装置(10)的正极与太阳能充放电控制器(7)正极和负极连接，第二级新风再处理装置(10)的负极与太阳能充放电控制器(7)负极和正极连接。
9.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙，其特征在于：回风风机(14)和新风风机(12)的正极与太阳能充放电控制器(7)正极连接，回风风机(14)和新风风机(12)的负极与太阳能充放电控制器(7)负极连接，风阀(9)的正极与太阳能充放电控制器(7)正极连接，风阀(9)的负极与太阳能充放电控制器(7)负极连接；控制面板(5)作为第二级新风再处理装置(10)、回风风机(14)、新风风机(12)和风阀(9)的开关进行整体模式控制。
10.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙，其特征在于：该节能墙为模块化墙体结构。
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