CN113107115B - 一种静电除尘双层皮通风幕墙 - Google Patents

一种静电除尘双层皮通风幕墙 Download PDF

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Abstract

一种静电除尘双层皮通风幕墙结构，包括两侧的正极板和幕墙内外层皮，外层皮下部设有通风口，内外层皮之间的空腔中设有作为负极的带芒刺电晕线，空腔中还设有一排经下轴驱动百叶集尘板；幕墙下部设有集尘槽、上部设有分线盒和内含风机的风机盒，风机盒与空腔接触的下底面和朝向室内的一侧均设有通风口，分线盒内部设有将交流电转化为直流电的整流器和检测百叶集尘板电流变化的电流传感器。本发明将普通的百叶遮阳板替换为带有集尘效果的百叶集尘板，在空腔内设置荷电区和集尘区，利用静电除尘对进入室内的新风进行清洁，既具有传统双层皮通风幕墙的节能优势和遮阳、通风的效果，又兼具了净化新风的效果，结构简单，能耗低，适用范围广泛。

Description

一种静电除尘双层皮通风幕墙
技术领域
本发明属于建筑节能技术领域，尤其涉及一种静电除尘双层皮通风幕墙。
背景技术
近年来，建筑能耗占全球能耗的比例越来越大，促使节能建筑数量逐年增加，建筑节能和可持续发展就显得尤为重要。传统的玻璃幕墙因玻璃的透光及传热特性，会造成室内过热的问题，空调能耗便随之增加。双层皮幕墙利用内外层皮之间的空腔，夏季可以实现自然通风，带走一部分进入室内的太阳辐射热，减少了夏季的冷负荷；在冬季产生温室效应，有良好的保温效果，减少了冬季的热负荷。双层皮幕墙作为较节能的建筑围护结构，成为越来越多建筑的选择。
随着经济技术及工业化的迅速发展，城市污染越来越严重，雾霾天气频发，空气中的污染物危害着人们的身心健康，人们对室内空气的洁净度有越来越高的要求。传统的新风系统虽然能对新风进行净化，但整个系统体积大，成本高且能耗高，适用范围有限。而静电除尘技术具有体积小，除尘效率高、能够除去粉尘粒子的粒径范围较宽、结构简单、气流速度低、能耗比其他类型除尘器低等特点，能够很好地应用于新风的净化。
另一方面，双层皮幕墙的使用也有利于提高幕墙在通风及净化方面的效果。专利201821693898.5公开了一种被动蒸发冷却式双层皮玻璃幕墙，该幕墙通过风机驱动的外循环通风模式结合水雾器作为辅助，实现被动式蒸发冷却，从而实现节能。但单纯的外循环模式不能利用新风，长期密闭的环境会导致糟糕的室内空气品质，且利用水雾器进行遮阳的效果微乎其微，既不利于室内空气环境，也无法实现遮阳功能。虽有少量现有技术研究了静电除尘与双层皮幕墙，但这些技术仍不成熟，也存在许多不足，如布局不合理，除尘效果不理想，且为了实现除尘而舍弃了采光的需求。理想的方案应是能够兼顾到各种效果，尤其是通过引入一种结构就能带来多种功效的设计是首先要考虑的，因此，设计一种兼具通风、新风净化、遮阳功能新型双层皮幕墙结构具有重要的应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种静电除尘双层皮通风幕墙，该幕墙不仅可以利用百叶达到遮阳效果，还可以利用静电除尘原理在通风时达到净化新风，提高室内空气品质的效果。
一种静电除尘双层皮通风幕墙，其特征在于所述幕墙两侧分别设有正极板、外侧面为双层皮幕墙外层皮，该双层皮幕墙外层皮下部设有带百叶导流板的下通风口，所述幕墙内侧面为双层皮幕墙内层皮，双层皮幕墙外层皮与双层皮幕墙内层皮之间的空腔形成空气通道；空腔中设有一个或以上作为负极的、带芒刺的电晕线，空腔中靠近双层皮幕墙内层皮的一侧还设有一排经下轴驱动的可转动式百叶集尘板；该幕墙下部设有集尘槽、上部设有分线盒和内含风机的风机盒，风机盒与空腔接触的下底面和朝向室内的一侧均设有带百叶导流板的通风口，分线盒内部设有将交流电转化为直流电的整流器和检测百叶集尘板电流变化的电流传感器，整流器的交流输入端和输出端分别由导线连接至电源正负极，正极板和电晕线分别由导线连接至整流器的直流输出端和直流输入端；可转动式百叶集尘板由导线连接至整流器的直流输出端，电流传感器一端连接于百叶集尘板，一端接地。
所述的一种静电除尘双层皮通风幕墙，其特征在于所述双层皮幕墙外层皮 与双层皮幕墙内层皮之间的空腔宽度为400~1400mm。
所述的一种静电除尘双层皮通风幕墙，其特征在于所述风机使幕墙外层皮下部进风口处风速控制在0.5m/s 以下。
所述的一种静电除尘双层皮通风幕墙，其特征在于所述所述幕墙外层皮和内层皮均为 5+0.76PVB+5 钢化夹胶玻璃，玻璃与建筑墙体相接触的位置设隔热金属型材和密封条。
所述的一种静电除尘双层皮通风幕墙，其特征在于所述极板由 SPCC碳钢材质或304不锈钢材料制成，左右两个极板间距为 280-350mm。
所述的一种静电除尘双层皮通风幕墙，其特征在于所述用于静电除尘时，极板通入电压为 9-14kV。
所述的一种静电除尘双层皮通风幕墙，其特征在于所述百叶集尘板垂直于地面设置，由碳纤维制成丝状或多孔结构。
所述的一种静电除尘双层皮通风幕墙，其特征在于若所应用窗体宽度超过这一范围，则在距左右极板相同距离处适当设置两个或以上带芒刺的电晕线，电晕线间距为168-210mm。
所述静电除尘双层皮通风幕墙的除尘方法，包括以下步骤：
进行除尘时，所述双层皮玻璃幕墙外层皮下部进风口处百叶导流板、风机盒处百叶导流板和风机打开，风机优选为变频式轴流风机，在强制通风的条件下使空腔内的气流分布更加均匀；
整流器的直流输出端连接各百叶集尘板上端，百叶集尘板旋转至与内层皮呈 45°的夹角，通入极板的电压需采用9-14kV的高压电；
外部空气及尘埃从下通风口进入空腔，尘埃在电场中被电离后带负电，在风机及电场力的作用下向百叶集尘板移动，最终附着在通电的集尘板上被收集；
断开电源后，吸附在百叶集尘板上的尘粒在重力作用下落入下方的集尘槽，调节百叶集尘板开合度以起到清灰振打效果，更易于百叶脱尘，集尘槽可定期取出进行清理。
电流传感器用于检测百叶集尘板通入电流的变化，若电流出现不同于正常工作电流的明显变化，则代表集尘板需要清洁。
本发明在传统双层皮幕墙的基础之上，将双层皮幕墙和静电除尘技术结合起来，将普通的百叶遮阳板替换为带有集尘效果的百叶集尘板，在空腔内设置荷电区和集尘区，在夏季适宜利用新风的时段开启除尘模式，利用静电除尘技术对进入室内的新风进行清洁，从而达到新风除尘的目的。在夏季正午太阳辐射强烈的时段内，关闭除尘模式，闭合百叶集尘板，达到遮阳效果，转动百叶的过程同时实现了百叶集尘板的清灰过程，提高了下一次除尘的效率。本发明既具有传统双层皮通风幕墙的节能优势和遮阳、通风的效果，又兼具了净化新风的效果，结构简单，能耗低，且空腔遮阳带来的节能效果远远大于传统内遮阳的节能效果，这在幕墙建筑中占有很大优势。其次，利用带有变频式风机的机械通风既可以使气流分布均匀，通风情况稳定，也可以实现通风量的变频调节，且机械通风解决了夜间无法利用热压进行自然通风的问题。本发明充分利用双层皮幕墙的空腔空间，不占用室内建筑面积，可广泛适用于各类双层皮幕墙建筑。
附图说明
图1 为本发明静电除尘双层皮通风幕墙结构图。
图 2为本发明静电除尘双层皮通风幕墙 E-E 剖面图。
图 3为本发明静电除尘双层皮通风幕墙侧视图。
图 4为本发明静电除尘双层皮通风幕墙内层皮方向正视图。
图 5为本发明静电除尘双层皮通风幕墙分线盒内接线图。
图中：A-建筑顶板，B-建筑装饰吊顶，C-建筑装饰地面，D-建筑地板；
1、极板，2、带芒刺的电晕线，3、可转动式百叶集尘板，4、下轴，5、双层皮幕墙外层皮，6、双层皮幕墙内层皮，7、风机盒 ，8、分线盒，9、集尘槽，10、风机，11、百叶导流板，12、整流器，13、电流传感器。
具体实施方式
参见图 1-5，一种静电除尘双层皮通风幕墙，其特征在于所述幕墙两侧分别设有正极板1、外侧面为双层皮幕墙外层皮5，该双层皮幕墙外层皮5下部设有带百叶导流板11的下通风口，所述幕墙内侧面为双层皮幕墙内层皮 6，双层皮幕墙外层皮5与双层皮幕墙内层皮6之间的空腔形成空气通道；空腔中设有一个或以上作为负极的、带芒刺的电晕线2，空腔中靠近双层皮幕墙内层皮6的一侧还设有一排经下轴4驱动的可转动式百叶集尘板3；该幕墙下部设有集尘槽9、上部设有分线盒8和内含风机10的风机盒7，风机盒7与空腔接触的下底面和朝向室内的一侧均设有带百叶导流板11的通风口，分线盒8内部设有将交流电转化为直流电的整流器12和检测百叶集尘板3电流变化的电流传感器13，整流器12 的交流输入端和输出端分别由导线连接至电源正负极，正极板1和电晕线2分别由导线连接至整流器12的直流输出端和直流输入端；可转动式百叶集尘板3由导线连接至整流器12的直流输出端，电流传感器13 一端连接于百叶集尘板3，一端接地。
所述的一种静电除尘双层皮通风幕墙，其特征在于所述双层皮幕墙外层皮 5与双层皮幕墙内层皮6之间的空腔宽度为400~1400mm。
所述的一种静电除尘双层皮通风幕墙，其特征在于所述风机10使幕墙外层皮5下部进风口处风速控制在 0.5m/s 以下。
所述的一种静电除尘双层皮通风幕墙，其特征在于所述所述幕墙外层皮5和内层皮6均为 5+0.76PVB+5 钢化夹胶玻璃，玻璃与建筑墙体相接触的位置设隔热金属型材和密封条。
所述的一种静电除尘双层皮通风幕墙，其特征在于所述极板1由 SPCC碳钢材质或304不锈钢材料制成，左右两个极板1间距为 280-350mm。
所述的一种静电除尘双层皮通风幕墙，其特征在于所述用于静电除尘时，极板1通入电压为 9-14kV。
所述的一种静电除尘双层皮通风幕墙，其特征在于所述百叶集尘板垂直于地面设置，由碳纤维制成丝状或多孔结构。
所述的一种静电除尘双层皮通风幕墙，其特征在于若所应用窗体宽度超过这一范围，则在距左右极板1相同距离处适当设置两个或以上带芒刺的电晕线2，电晕线2间距为168-210mm。
所述静电除尘双层皮通风幕墙的除尘方法，包括以下步骤：
进行除尘时，所述双层皮玻璃幕墙外层皮5下部进风口处百叶导流板11、风机盒7处百叶导流板11和风机10打开，风机10优选为变频式轴流风机，在强制通风的条件下使空腔内的气流分布更加均匀；
整流器12的直流输出端连接各百叶集尘板3上端，使集尘板用于集尘时带正电，百叶集尘板3旋转至与内层皮 6呈 45°的夹角，通入极板的电压需采用9-14kV的高压电；
外部空气及尘埃从下通风口进入空腔，尘埃在电场中被电离后带负电，在风机10及电场力的作用下向百叶集尘板3移动，最终附着在通电的集尘板3上被收集；
断开电源后，吸附在百叶集尘板3上的尘粒在重力作用下落入下方的集尘槽9，调节百叶集尘板3开合度以起到清灰振打效果，更易于百叶脱尘，集尘槽9可定期取出进行清理。
电流传感器 12 用于检测百叶集尘板3通入电流的变化，首先测定一个无灰尘附着时的正常工作电流，并根据该电流设置一个变化阈值，若电流出现不同于正常工作电流的明显变化，并达到了阈值的程度，则代表集尘板需要清洁。
而且本发明可采用分时段运行的模式，中午时分通常可关闭百叶用来遮阳，而这个过程同时也是清灰的过程。当本发明长时间运行时，通过该传感器来提示清灰也是很有必要的。
所述极板靠近内层皮一侧端点到百叶集尘板中心的距离L1为20-30cm.
所述百叶集尘板中心到内层皮的距离 L2 约占空腔宽度的 1/4。
本发明在传统双层皮幕墙的基础之上，将静电除尘系统、百叶集尘板、风机、电流传感器、整流器等设备整合到双层皮幕墙，在空腔内形成荷电区和集尘区，利用静电除尘技术可在夏季适宜利用新风的时段对进入室内的新风进行清洁，从而达到新风除尘的目的，有着良好的除尘效率，利用变频风机调节风量实现不同的室内新风量需求。在室外空气状况良好时及正午太阳辐射强烈时，关闭除尘模式后，带有百叶的双层皮幕墙通过调节百叶开度可以遮挡进入室内过多的太阳辐射实现遮阳，利用空腔遮阳的节能效果远优于传统内遮阳，也在此调节过程中实现百叶的脱尘处理，即实现了节能，也尽可能提高了下一次除尘的效率。
分时段运行不同模式能更好的实现室外新风净化和建筑节能，既具有传统遮阳型双层皮通风幕墙的遮阳和通风效果，又兼具了净化新风的效果，有利于保证室内空气品质，提高幕墙保温隔热效果。

Claims (2)

1.一种静电除尘双层皮通风幕墙，其特征在于所述幕墙两侧分别设有正极板（1）、外侧面为双层皮幕墙外层皮（5），该双层皮幕墙外层皮（5）下部设有带百叶导流板（11）的下通风口，所述幕墙内侧面为双层皮幕墙内层皮（6），双层皮幕墙外层皮（5）与双层皮幕墙内层皮（6）之间的空腔形成空气通道；空腔中设有一个或以上作为负极的、带芒刺的电晕线（2），空腔中靠近双层皮幕墙内层皮（6）的一侧还设有一排经下轴（4）驱动的可转动式百叶集尘板（3）；该幕墙下部设有集尘槽 （9）、上部设有分线盒（8）和内含风机（10）的风机盒（7），风机盒（7）与空腔接触的下底面和朝向室内的一侧均设有带百叶导流板（11）的通风口，分线盒（8）内部设有将交流电转化为直流电的整流器（12）和检测百叶集尘板（3）电流变化的电流传感器（13），整流器（12）的交流输入端和输出端分别由导线连接至电源正负极，正极板（1）和电晕线（2）分别由导线连接至整流器（12）的直流输出端和直流输入端；可转动式百叶集尘板（3）由导线连接至整流器（12）的直流输出端，电流传感器（13）一端连接于百叶集尘板（3），一端接地；
所述双层皮幕墙外层皮（5）与双层皮幕墙内层皮（6）之间的空腔宽度为400~1400mm；
所述风机（10）使幕墙外层皮（5）下部进风口处风速控制在 0.5m/s 以下；
所述所述幕墙外层皮（5）和内层皮（6）均为 5+0.76PVB+5 钢化夹胶玻璃，玻璃与建筑墙体相接触的位置设隔热金属型材和密封条；
所述极板（1）由 SPCC碳钢材质或304不锈钢材料制成，左右两个极板（1）间距为 280-350mm；若所应用窗体宽度超过这一范围，则在距左右极板1相同距离处适当设置两个或以上带芒刺的电晕线（2），电晕线（2）间距为168-210mm；
所述用于静电除尘时，极板（1）通入电压为 9-14kV；
所述百叶集尘板垂直于地面设置，由碳纤维制成丝状或多孔结构。
2.权利要求1所述静电除尘双层皮通风幕墙的除尘方法，包括以下步骤：
进行除尘时，所述双层皮玻璃幕墙外层皮（5）下部进风口处百叶导流板（11）、风机盒（7）处百叶导流板（11）和风机（10）打开，风机（10）优选为变频式轴流风机，在强制通风的条件下使空腔内的气流分布更加均匀；
整流器（12）的直流输出端连接各百叶集尘板（3）上端，使集尘板用于集尘时带正电，百叶集尘板（3）旋转至与内层皮（6）呈 45°的夹角，通入极板的电压需采用9-14kV的高压电；
外部空气及尘埃从下通风口进入空腔，尘埃在电场中被电离后带负电，在风机（10）及电场力的作用下向百叶集尘板（3）移动，最终附着在通电的集尘板（3）上被收集；
断开电源后，吸附在百叶集尘板（3）上的尘粒在重力作用下落入下方的集尘槽（9），调节百叶集尘板（3）开合度以起到清灰振打效果，更易于百叶脱尘，集尘槽（ 9）可定期取出进行清理。
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