CN215951665U - 一种低能耗的新风通风装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低能耗的新风通风装置，包括矩形的通风管道，通风管道中设置有一个整体呈矩形体的储能模块，其特征在于，所述储能模块内设置有和通风管道相通的风流通道，还设置有固液相变材料，所述固液相变材料的相变温度为10‑40℃。本实用新型能够更好地降低能耗的低能耗的新风通风装置。并具有结构简单，方便组装，利于实施的优点。

Description

一种低能耗的新风通风装置

技术领域

本实用新型涉及一种房屋通风设备技术领域，具体涉及一种低能耗的新风通风装置。

背景技术

随着社会经济的发展，建筑能耗占据社会总能耗的比例逐年提高。据统计，建筑能耗在我国能源总消费中所占的比例已达30-40%；而在建筑能耗中，暖通空调系统所占的比例接近60%。新风系统是暖通空调系统的重要组成部分，新风是环控系统的基本参数，良好的住宅室内空气品质是我国居民身体健康的保证，向室内通入新风是最有效的消除室内空气污染。冬夏室外空气直接进入到新风处理设备中，导致新风能耗显著。

目前，冷却或加热室外新鲜空气的最常用方法是使用空气处理设备，由于冬夏季室外新鲜空气和室内空气之间通常存在较大的温差，因此空气处理设备会消耗大量电能，同时对环境造成严重污染。因而迫切需要利用免费的可再生能源用于降低新风处理能耗。

对于冬季运行工况，为实现加热室外新风，免费的热源如太阳能则是一种清洁、绿色的资源。太阳能不消耗自然资源，不排放二氧化碳或其他温室气体等，因此可作为可持续发展项目的核心资源。据估算，我国各地太阳辐射总量为3350～8370MJ/m2，中值为5860MJ/m2。但由于太阳能存在着显著的间歇性和不稳定性。为了平衡建筑供暖需求的稳定性与太阳能资源的不稳定性之间的矛盾，常采用蓄热水箱对太阳能热量进行储存并时空转移，将冬季白天的太阳能蓄存起来，在夜晚为建筑供暖。

对于夏季运行工况，为实现冷却室外新风，免费的冷源如夜空冷辐射、空调冷凝水等则是一种清洁、绿色的资源。夏季夜间利用朝向夜空的辐射板与太空进行辐射制冷，其作为一种高效清洁的被动式制冷方式不仅满足人类可持续发展的要求，而且充分利用自然冷源。同样，空调冷凝水具有水温低，流量充足等优点，但却在夏季空调的使用中直接被排至室外，从而导致大量冷量的浪费。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：怎样提供一种能够更好地降低能耗的低能耗的新风通风装置。并进一步使其具有结构简单，方便组装，利于实施的特点。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种低能耗的新风通风装置，包括矩形的通风管道，通风管道中设置有一个整体呈矩形体的储能模块，其特征在于，所述储能模块内设置有和通风管道相通的风流通道，还设置有固液相变材料，所述固液相变材料的相变温度为10-40℃。

这样，在昼夜温差变动较大的地区，在房间通风系统的通风管道上安装了本装置后。白天室外温度较高，进风温度较大，进风时相变材料可以吸走空气中多余热量并通过相变存储起来。到夜晚室外温度较低，进风温度低，进风时相变材料可以将白天存储的热量释放到进风中，提高进风温度。故极大地降低了通风温控装置的损耗，达到了节省能源的效果。

进一步地，所述储能模块内间隔设置有多个交替间隔排布的通风夹层和储能夹层，所述通风夹层的内腔形成风流通道，所述储能夹层内腔填充设置有所述固液相变材料。

这样，可以更好地实现空气和相变材料之间的热交换，提高热交换效率。

进一步地，储能模块横截面大于通风管道横截面，储能模块两端和通风管道之间还连通衔接有一个纵向截面呈梯形的衔接管道。

这样，方便储能模块和通风管道之间的衔接固定安装，降低风流损耗。

进一步地，还包括主动蓄热系统，所述主动蓄热系统包括设置在室外的太阳能集热装置，太阳能集热装置内腔中设置有换热流体，太阳能集热装置上设置有换热流体入口和换热流体出口，换热流体入口和换热流体出口之间连通设置有换热介质管道并构成循环，换热介质管道上安装有循环泵，换热介质管道具有一部分接入到储能模块的固液相变材料中。

这样，在白天当仅仅依靠热风的蓄能效果不够时，可以依靠太阳能集热装置收集太阳能，依靠循环泵控制换热介质流动，主动为储能模块内的相变材料供热蓄能；晚上的时候，也可以靠太阳能集热装置收集冷量为储能模块内的相变材料供冷。其中设置的循环泵，可以控制主动蓄热系统工作开启时间，白天时可以等下午当储能模块蓄热量不够时再开启，夜晚时可以等后半夜当储能模块蓄冷量不够时再开启，避免开启过早，导致起到反效果。

进一步地，换热流体为过冷水。换热效率高且可以防止夜晚低于零摄氏度时结冰。

进一步地，太阳能集热装置包括水平设置的铝质材料的盒体，盒体上表面为黑色的吸热层，盒体下表面设置有向下的翅片。

这样，更加方便白天的时候，通过吸热层吸收太阳光照能量，同时方便夜晚的时候，通过翅片换热吸收冷量。提高太阳能集热装置对热量和冷量的吸收效果。

进一步地，所述储能模块由多个储能模块单元叠合得到，所述储能模块单元整体呈矩形体结构，其内部具有一个相变材料内腔，相变材料内腔中存储固液相变材料，储能模块单元的一侧沿宽度方向的两侧角落处各设置有一个连接缺口，另一侧沿宽度方向的两侧各自向外延伸出一块安装板并构成一个通风槽，安装板的外端搭接固定在相邻的储能模块单元的连接缺口内，并使得通风槽和相邻的储能模块单元之间形成通风夹层；相变材料内腔中还设置有换热介质管道，换热介质管道两端从通风槽内接出并连接到相邻的储能模块单元内，最外侧的储能模块单元的通风槽外侧管道连接有一块连接板。

这样，可以方便根据需要，实现多个储能模块单元的叠合组装，以实现不同的通风量的大小。结构简单，且拼装方便快捷。

进一步地，储能模块单元的相变材料内腔中的换热介质管道呈S形布置。

这样，可以提高其换热效率。

进一步地，储能模块外部还包裹设置有一层保温材料。

这样，可以更好地保温。

进一步地，所述固液相变材料的相变温度为20-30℃。可以更好地实现蓄放热过程。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型显著增加了换热器与相变材料的热交换面积，提升了相变材料与传热流体之间的换热速率；将风管分别与多个矩形空气通道连接，从而当室外空气流经多个空气通道时，空气与相变材料之间的换热面积增大，换热速率提升。

2、本实用新型将相变材料、换热器和空气通道耦合于一体，从而减少了传统空气与相变材料间接换热过程的热损失；同时该装置整体呈矩形，易于实现装置的组装扩容。

3、本实用新型采用熔点较低的相变材料作为储热介质，相对于传统蓄热水箱的水作为传热介质，相变材料具有更大的蓄热密度，恒温相变等优点，因而该装置可节约占地面积。

4、本实用新型采用低熔点（20-30℃）的相变材料还可实现装置能够在太阳能贫瘠地区实现对太阳能以及夜空冷辐射的利用，由于太阳能与夜空冷辐射是一种清洁、环保、可持续性的能源，且没有地域的限制，因而该装置适用地域广。

故综上所述，本实用新型能够更好地降低能耗的低能耗的新风通风装置。并具有结构简单，方便组装，利于实施的优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中单独太阳能集热装置的结构示意图。

图3为图1中单独储能模块的横断面示意图。

图4为图3中单独一个储能模块单元的结构示意图。

图5为图4的右视图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施时：参见图1-5所示，一种低能耗的新风通风装置，包括矩形的通风管道1，通风管道中设置有一个整体呈矩形体的储能模块2，其中，所述储能模块2内设置有和通风管道相通的风流通道，还设置有固液相变材料，所述固液相变材料的相变温度为10-40℃。

这样，在昼夜温差变动较大的地区，在房间通风系统的通风管道上安装了本装置后。白天室外温度较高，进风温度较大，进风时相变材料可以吸走风流中多余热量并通过相变存储起来。到夜晚室外温度较低，进风温度低，进风时相变材料可以将白天存储的热量释放到进风中，提高进风温度。故极大地降低了通风温控装置的损耗，达到了节省能源的效果。

其中，所述储能模块2内间隔设置有多个交替间隔排布的通风夹层3和储能夹层4，所述通风夹层3的内腔形成风流通道，所述储能夹层4内腔填充设置有所述固液相变材料。

这样，可以更好地实现风流和相变材料之间的热交换，提高热交换效率。

其中，储能模块2横截面大于通风管道横截面，储能模块2两端和通风管道1之间还连通衔接有一个纵向截面呈梯形的衔接管道5。

这样，方便储能模块和通风管道之间的衔接固定安装，降低风流损耗。

其中，还包括主动蓄热系统，所述主动蓄热系统包括设置在室外的太阳能集热装置6，太阳能集热装置6内腔中设置有换热流体，太阳能集热装置6上设置有换热流体入口和换热流体出口，换热流体入口和换热流体出口之间连通设置有换热介质管道7并构成循环，换热介质管道7上安装有循环泵8，换热介质管道7具有一部分接入到储能模块2的固液相变材料中。

这样，在白天当仅仅依靠热风的蓄能效果不够时，可以依靠太阳能集热装置收集太阳能，依靠循环泵控制换热介质流动，主动为储能模块内的相变材料供热蓄能；晚上的时候，也可以靠太阳能集热装置收集冷量为储能模块内的相变材料供冷。其中设置的循环泵，可以控制主动蓄热系统工作开启时间，白天时可以等下午当储能模块蓄热量不够时再开启，夜晚时可以等后半夜当储能模块蓄冷量不够时再开启，避免开启过早，导致起到反效果。另外，实施时所述主动蓄热系统中，用于为相变材料提供热量的热源还可以采用低温的工业余废热资源。同时，还可以进一步设置另外的冷源蓄冷系统，可以采用温度较低的空调冷凝水作为冷源用管道接入到相变材料中形成循环，为相变材料提供冷量。或者利用峰谷电价进行夜间蓄冷。

其中，换热流体为过冷水。换热效率高且可以防止夜晚低于零摄氏度时结冰。

其中，太阳能集热装置6包括水平设置的铝质材料的盒体，盒体上表面为黑色的吸热层10，盒体下表面设置有向下的翅片11。

这样，更加方便白天的时候，通过吸热层吸收太阳光照能量，同时方便夜晚的时候，通过翅片换热吸收冷量。提高太阳能集热装置对热量和冷量的吸收效果。

其中，所述储能模块2由多个储能模块单元12叠合得到，所述储能模块单元12整体呈矩形体结构，其内部具有一个相变材料内腔，相变材料内腔中存储固液相变材料，储能模块单元的一侧沿宽度方向的两侧角落处各设置有一个连接缺口13，另一侧沿宽度方向的两侧各自向外延伸出一块安装板14并构成一个通风槽，安装板14的外端搭接固定在相邻的储能模块单元的连接缺口内，并使得通风槽和相邻的储能模块单元12之间形成通风夹层3；相变材料内腔中还设置有换热介质管道7，换热介质管道7两端从通风槽内接出并连接到相邻的储能模块单元内，最外侧的储能模块单元的通风槽外侧管道连接有一块连接板15。

这样，可以方便根据需要，实现多个储能模块单元的叠合组装，以实现不同的通风量的大小。结构简单，且拼装方便快捷。实施时，相变材料内腔中的换热介质管道7可以采用铜为材料制备而成，铜的导热性较好，能有效的提高热交换效率。

其中，储能模块单元的相变材料内腔中的换热介质管道呈S形布置。

这样，可以提高其换热效率。当然，具体实施时，也可以采用在相变材料内腔中布置多根相互平行的换热介质管道支管，支管连接到总管上，再接出到储能模块单元外并和外部的换热介质管道相连。应视为仍然落入本实用新型保护范围。

其中，储能模块外部还包裹设置有一层保温材料（图中未显示）。

这样，可以更好地保温。

其中，所述固液相变材料的相变温度为20-30℃。可以更好地实现蓄放热过程。

本装置可以按以下方式工作。

冬季日间，太阳能被平板结构的集热器吸收，将冷水加热为热水，循环水泵启动，热水通过供水管流入换热器中与相变材料进行热交换，相变材料吸收热水的热量熔化为液体，进而将热量储存于相变材料中，热水温度降低为冷水并通过换热器出口流入回水管并返回平板集热器中。整个过程反复循环，直至相变材料全部熔化，循环水泵停止运行，此时整个蓄热过程结束。

当进入冬季夜间或阴雨天气时，室内温度降低，则需开启空调系统向室内供暖，此时由于室外温度过低，则需对室外新风进行预热。此时相变材料与从室外流进空气通道的低温空气进行热交换，相变材料释热凝固，将储存的热量通过空气通道传至室外新风，达到预热新风，随后预热新风从空气通道出口排出进入空调系统最终给室内供暖。

当冬季日间，再次将太阳能储存于相变材料中，以便夜间或阴雨天预热新风用。

夏季夜间，夜空冷辐射被冷辐射收集器吸收，将热水冷却为冷水，冷水通过供水管流入换热器中与相变材料进行热交换，相变材料吸收冷水的冷量凝固为固体，进而将冷量储存于相变材料中，冷水温度升高为热水并通过换热器出口流入回水管并进入冷辐射收集器中。整个过程反复循环，直至相变材料全部凝固，此时循环水泵停止工作，整个蓄冷循环停止运行。所述用于为相变材料提供冷量的冷源同样可以采用温度较低的空调冷凝水，或利用峰谷电价进行夜间蓄冷。

当进入夏季日间时，室内温度升高，则需开启空调系统向室内供冷，此时由于室外温度过高，则需对室外新风进行降温。此时相变材料与从室外流进空气通道的高温空气进行热交换，相变材料吸热熔化，将储存的冷量通过空气通道传至室外新风，达到预冷新风，随后预冷新风从空气通道出口排出进入空调系统最终给室内供冷。

当夏季夜间，再次将免费冷量储存于相变材料中，以便日间预冷新风用。

本实用新型装置在冬季利用太阳能对新风进行预热，夏季利用夜空冷辐射或空调冷凝水对新风进行预冷，结构简单，工作稳定，节能环保且成本低廉，适用区域广，具有显著的经济效益和社会效益。

Claims (10)

1.一种低能耗的新风通风装置，包括矩形的通风管道，通风管道中设置有一个整体呈矩形体的储能模块，其特征在于，所述储能模块内设置有和通风管道相通的风流通道，还设置有固液相变材料，所述固液相变材料的相变温度为10-40℃。

2.如权利要求1所述的低能耗的新风通风装置，其特征在于，所述储能模块内间隔设置有多个交替间隔排布的通风夹层和储能夹层，所述通风夹层的内腔形成风流通道，所述储能夹层内腔填充设置有所述固液相变材料。

3.如权利要求2所述的低能耗的新风通风装置，其特征在于，储能模块横截面大于通风管道横截面，储能模块两端和通风管道之间还连通衔接有一个纵向截面呈梯形的衔接管道。

4.如权利要求2所述的低能耗的新风通风装置，其特征在于，还包括主动蓄热系统，所述主动蓄热系统包括设置在室外的太阳能集热装置，太阳能集热装置内腔中设置有换热流体，太阳能集热装置上设置有换热流体入口和换热流体出口，换热流体入口和换热流体出口之间连通设置有换热介质管道并构成循环，换热介质管道上安装有循环泵，换热介质管道具有一部分接入到储能模块的固液相变材料中。

5.如权利要求4所述的低能耗的新风通风装置，其特征在于，换热流体为过冷水。

6.如权利要求4所述的低能耗的新风通风装置，其特征在于，太阳能集热装置包括水平设置的铝质材料的盒体，盒体上表面为黑色的吸热层，盒体下表面设置有向下的翅片。

7.如权利要求4所述的低能耗的新风通风装置，其特征在于，所述储能模块由多个储能模块单元叠合得到，所述储能模块单元整体呈矩形体结构，其内部具有一个相变材料内腔，相变材料内腔中存储固液相变材料，储能模块单元的一侧沿宽度方向的两侧角落处各设置有一个连接缺口，另一侧沿宽度方向的两侧各自向外延伸出一块安装板并构成一个通风槽，安装板的外端搭接固定在相邻的储能模块单元的连接缺口内，并使得通风槽和相邻的储能模块单元之间形成通风夹层；相变材料内腔中还设置有换热介质管道，换热介质管道两端从通风槽内接出并连接到相邻的储能模块单元内，最外侧的储能模块单元的通风槽外侧管道连接有一块连接板。

8.如权利要求7所述的低能耗的新风通风装置，其特征在于，储能模块单元的相变材料内腔中的换热介质管道呈S形布置。

9.如权利要求8所述的低能耗的新风通风装置，其特征在于，储能模块外部还包裹设置有一层保温材料。

10.如权利要求8所述的低能耗的新风通风装置，其特征在于，所述固液相变材料的相变温度为20-30℃。

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