解决湿热地区空调送风过冷兼顾光伏幕墙冷却的系统装置

1.本发明涉及暖通空调技术领域，尤其是涉及一种解决湿热地区空调送风过冷兼顾光伏幕墙冷却的系统装置。


背景技术：

2.在我国湿热地区如广东、香港、澳门、海南、台湾等地，夏季漫长且高温多雨，气候长期处于闷热潮湿状态。室内空气湿度对人体热舒适具有重要影响，湿度过高可能会降低室内空气品质，导致霉菌生长，引起居住者呼吸不适，因此室内空气除湿是湿热地区必须解决的重要问题。而传统的空调系统为了充分除湿，采用露点送风的方式将空气冷却到露点温度以下，以保证空气中的水分析出。由于采用露点送风的方式，导致送风温度过低，从而引起室内温度过低、风口结露、居住者舒适度下降等问题。
3.太阳能作为一种清洁的可再生能源，有着化石能源不可替代的优势。我国湿热地区太阳能资源十分丰富，太阳能光伏发电已有大量的应用。基于光伏建筑一体化技术的提出与发展，光伏幕墙作为其中关键组成部分，以其节约土地面积、节能减排、缓解用电紧张等优势成为光伏建筑一体化应用的一个重要方向。光伏组件的工作效率受多种因素的影响，包括日照时长、工作温度、灰尘遮挡、安全朝向和安装角度等因素，其中，光伏电池的工作温度每升高1℃，电池的输出功率降低0.5％，如果光伏电池工作温度高于标准工作温度35℃，则电池功率下降17.5％。而我国湿热地区常年处于高温状态，对光伏幕墙的光电转化效率产生极大的影响，因此对光伏组件的冷却降温是提高湿热地区光伏幕墙的光电转化效率的关键。


技术实现要素：

4.为了解决上述的现有技术问题，本发明提出了一种解决湿热地区空调送风过冷兼顾光伏幕墙冷却的系统装置，包括设置在建筑围护结构内部的空气调节系统和设置在建筑围护结构外部的光伏幕墙结构装置。空气调节系统采用露点送风方式，露点空气经送风管道送至光伏幕墙的夹层空间内，回收光伏组件的余热用于预热露点空气，将露点空气与预热空气充分混合后送入室内，从而解决湿热地区空调系统因除湿而导致的送风过冷的问题；送风管道与光伏板一体化，冷风与高温面板换热会降低面板的表面温度，可有效提高光伏组件的光电转化效率。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.解决湿热地区空调送风过冷兼顾光顾幕墙冷却的系统装置，包括设置在建筑围护结构内部的空气调节系统和设置在建筑围护结构外部的光伏幕墙结构装置，其中，所述空气调节系统包括室外侧空调装置和室内侧空调装置，所述室外侧空调装置包括设置在空调机房的空气处理机组、第一引入口、新风引入管道、送风主管道、回风主管道、设置在光伏幕墙空气夹层的第一送风口、第二引入口，所述第一引入口为新风引入口，所述室内侧空调系统包括设置在室内吊顶内部的混风箱、第三送风管道、第二送风口、回风口和室内侧回风管
道，所述混风箱分别与第二送风管道和第二引入口相连通，所述光伏幕墙结构由多个光伏组件组成，光伏幕墙空气夹层顶部设置有隔热材料。
7.进一步的，所述送风管道与回风管道主要由室内侧和室外侧两部分管道组成，所述送风管道由送风主管道、设置在光伏幕墙空气夹层的第一送风管道和室内侧的第二送风管道、第三送风管道组成，所述的回风管道由室内侧回风管道和回风主管道组成。
8.进一步的，所述送风主管道和回风主管道在光伏幕墙空气夹层段垂直敷设。
9.进一步的，所述第一送风口设置在光伏幕墙空气夹层的第一送风管道顶部，所述第一送风管道水平敷设在光伏幕墙空气夹层段底部。
10.进一步的，所述第二引入口设置在光伏幕墙空气夹层室内侧顶部。
11.进一步的，所述第二引入口通过风管与混风箱相连通，所述混风箱与第二送风管道相连通，混风箱通过第三送风管道与第二送风口相连通。
12.进一步的，所述光伏幕墙结构装置由多个光伏组件组成，所述光伏组件由晶体硅、非晶硅、碲化镉或者其他透光光伏材料构成。
13.进一步的，所述隔热材料由建筑外墙保温隔热材料构成。
14.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
15.本发明公开了解决湿热地区空调送风过冷兼顾光伏幕墙冷却的系统装置，包括设置在建筑围护结构内部的空气调节系统和设置在建筑围护结构外部的光伏幕墙结构装置，其中，空气处理机组将室外新风与室内回风混合后的空气处理至露点温度以下，以保证充分除湿，处理后的露点空气经过第一送风管道的第一送风口送入光伏幕墙空气夹层，露点空气在对光伏组件背部冷却降温的同时，回收光伏组件工作时的余热，经第二引入口与未经过处理的露点空气在混风箱内充分混合后送入室内。本发明通过对露点空气再热解决了湿热地区空调系统送风过冷的问题，提高室内环境的舒适度，同时针对光伏幕墙进行通风冷却可有效提高光伏组件光电转化效率，一举两得，避免了能源的浪费。
16.进一步的，在送风主管道和第一送风管道、第二送风管道的连通处均设置电动调节阀，以适用不同工况下的风量调节。
17.进一步的，混风箱与第二引入口连通处应设置温湿度传感器，温湿度传感器可以实时传输第二引入口抽吸的再热空气的温湿度数据，根据温湿度的变化调控第二送风管道的变风量空调末端；同时，混风箱与第二引入口连通处应设置过滤网，可以过滤光伏幕墙空气夹层中一些杂质。
18.进一步的，第一送风口与第二送风管道均应设置变风量末端装置：第一送风口设置变风量末端装置可根据光伏组件工作温度实时变化调节变风量末端的阀门开度来改变送风量；混风箱与第二送风管道连通处设置变风量末端装置，可根据第二引入口抽吸的再热空气的温湿度变化来改变送风量。
附图说明
19.图1为本发明的局部正视剖面结构示意图；
20.图2为本发明的局部侧视剖面结构示意图；
21.图3为本发明的局部俯视剖面结构示意图；
22.图4为本发明室外侧结构示意图；
23.图5为本发明室内侧结构示意图；
24.其中：1为第一引入口，2为新风引入管道，3为空气处理机组，4为送风主管道，5为第一送风管道，6为第一送风口，7为第二送风管道，8为第二引入口，9为混风箱，10为第三送风管道，11为第二送风口，12为回风口，13为室内侧回风管道，14为回风主管道，15为光伏组件，16为室内侧钢化玻璃窗，17为隔热材料。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
26.如图1至图3所示，本发明提供的一种解决湿热地区送风过冷兼顾光伏幕墙冷却的系统装置，包括设置在建筑围护结构内部的空气调节系统和设置在建筑围护结构外部的光伏幕墙结构装置，空气调节系统包括室外侧空调和室内侧空调装置，送风主管道4通过支架垂直固定在光伏幕墙空气夹层一侧，第一送风管道5水平敷设在光伏幕墙空气夹层底部，第一送风口6设置在第一送风管道5顶部，第二送风管道7水平敷设在光伏幕墙空气夹层顶部，第二引入口8设置在光伏幕墙空气夹层室内侧顶部，第二引入口8与混风箱9软连接，混风箱9与第二送风管道7相连通，混风箱9通过第三送风管道10与第二送风口8相连通。
27.具体地，主送风管道4和第一送风管道5、第二送风管道7的连通处均设置电动调节阀，以适用不同工况下的风量调节。夏季工况下，打开第一送风管道5和第二送风管道7的电动调节阀，使露点空气再热的同时对光伏背板冷却降温；冬季工况下，打开第一送风管道5的电动调节阀，关闭第二送风管道7的电动调节阀，利用空气夹层加热空气，以降低空调系统能耗。
28.第二送风管道7与主送风管道4的连接处和室内侧回风管道13与主回风管道14的连接处应设置70℃防火阀。
29.混风箱8与第二引入口7连通处设置温湿度传感器，温湿度传感器可以实时传输第二引入口抽吸的再热空气的温湿度数据，根据温湿度的变化调控第二送风管道的变风量空调末端。
30.第一送风口6与第二送风管道7均设置变风量末端装置：第一送风口6设置变风量末端装置可根据光伏组件15工作温度实时变化调节变风量末端的阀门开度来改变送风量；混风箱8与第二送风管道7连通处设置变风量末端装置，可根据第二引入口8抽吸的再热空气的温湿度变化来改变送风量。
31.第一送风口6为格栅风口，主要用于向光伏幕墙空气夹层内垂直送风，从而对光伏组件的背部进行通风冷却，以提高光伏组件的光电转化效率。
32.第二引入口8为百叶风口，主要用于吸入回收光伏组件余热的露点空气。第二引入口8与混风箱9之间的连通风管设置过滤网，可以过滤光伏幕墙空气夹层中一些杂质。
33.夏季工况下，混风箱9将第二送风管道7传输过来的露点空气和第二引入口8抽吸的再热空气充分混合后，经设置在第三送风管道10上的第二送风口11送入室内。
34.如图2所示，光伏幕墙空气夹层顶部设置有隔热材料，隔热材料由建筑外墙保温隔热材料构成。
35.优选地，隔热材料应选择具有良好防火性能的无机类保温隔热材料。
36.本发明的光伏幕墙结构装置由多个光伏组件15均匀排列组成，光伏幕墙结构装置
与建筑围护结构之间所形成的空气夹层克服了传统玻璃幕墙保温效果差的缺陷，可以有效地减少建筑得热。
37.优选地，光伏组件15由晶体硅、非晶硅、碲化镉或者其他透光光伏材料构成。
38.如图4至图5所示，具体介绍了本发明提供的一种解决湿热地区送风过冷兼顾光伏幕墙冷却的系统装置在日常使用情况下的各气流走向。
39.空气处理机组3设置在空调机房，第一引入口1引入室外新风经新风引入管道2送至空气处理机组，室内回风经回风主管道14回到空气处理机组，回风主管道垂直敷设在通过支架垂直固定在光伏幕墙空气夹层一侧，与送风主管道两侧对称设置。室外新风与室内回风充分混合后，混合空气经过空气处理机组表冷段处理至机器露点温度，露点空气经送风管道传输至各空调末端。
40.具体地，第一引入口1为室外防水百叶风口，新风引入管道2为软连接管道。
41.以上对本发明的原理及实施方式的阐述，旨在描述本发明的技术方案以便于理解本发明的方法及其核心思想。对于本领域的技术人员来说，以上示例仅是为了解释说明，而不是限制本发明的范围，在不脱离本发明整体构思的前提下，对上述示例做出相关的改变与改进，这些均属于本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.解决湿热地区空调送风过冷兼顾光伏幕墙冷却的系统装置，其特征在于，包括设置在建筑围护结构内部的空气调节系统和设置在建筑围护结构外部的光伏幕墙结构装置，其中，所述空气调节系统包括室外侧空调装置和室内侧空调装置，所述室外侧空调装置包括设置在空调机房的空气处理机组(3)、第一引入口(1)、新风引入管道(2)、送风主管道(4)、回风主管道(14)、设置在光伏幕墙空气夹层的第一送风口(6)、第二引入口(8)，所述第一引入口为新风引入口，所述室内侧空调系统包括设置在室内吊顶内部的混风箱(9)、第三送风管道(10)、第二送风口(11)、回风口(12)和室内侧回风管道(13)，所述混风箱(9)分别与第二送风管道(7)和第二引入口(8)相连通，所述光伏幕墙结构由多个光伏组件(15)组成，光伏幕墙空气夹层顶部设置有隔热材料(17)。2.根据权利要求1所述的解决湿热地区空调送风过冷兼顾光伏幕墙冷却的系统装置，其特征在于，所述送风管道与回风管道主要由室内侧和室外侧两部分管道组成，所述送风管道由送风主管道(4)、设置在光伏幕墙空气夹层的第一送风管道(5)和室内侧的第二送风管道(7)、第三送风管道(10)组成，所述的回风管道由室内侧回风管道(13)和回风主管道(14)组成。3.根据权利要求1或2所述的解决湿热地区空调送风过冷兼顾光伏幕墙冷却的系统装置，其特征在于，所述送风主管道(4)和回风主管道(14)在光伏幕墙空气夹层段垂直敷设。4.根据权利要求1所述的解决湿热地区空调送风过冷兼顾光伏幕墙冷却的系统装置，其特征在于，所述第一送风口(6)设置在光伏幕墙空气夹层的第一送风管道(5)顶部，所述第一送风管道(5)水平敷设在光伏幕墙空气夹层段底部。5.根据权利要求1所述的解决湿热地区空调送风过冷兼顾光伏幕墙冷却的系统装置，其特征在于，所述第二引入口(8)设置在光伏幕墙空气夹层室内侧顶部。6.根据权利要求1或5所述的解决湿热地区空调送风过冷兼顾光伏幕墙冷却的系统装置，其特征在于，所述第二引入口(8)通过风管与混风箱(9)相连通，所述混风箱(9)与第二送风管道(7)相连通，混风箱(9)通过第三送风管道(10)与第二送风口(11)相连通。7.根据权利要求1所述的解决湿热地区空调送风过冷兼顾光伏幕墙冷却的系统装置，其特征在于，所述光伏幕墙结构装置由多个光伏组件(15)组成，所述光伏组件由晶体硅、非晶硅、碲化镉或者其他透光光伏材料构成。8.根据权利要求1所述的解决湿热地区空调送风过冷兼顾光伏幕墙冷却的系统装置，其特征在于，所述隔热材料(17)由建筑外墙保温隔热材料构成。

技术总结
本发明公开了一种解决湿热地区空调送风过冷兼顾光伏幕墙冷却的系统装置，包括设置在建筑围护结构内部的空气调节系统装置和设置在建筑围护结构外部的光伏幕墙结构装置，其中，空气处理机组将新风与回风的混合空气处理至机器露点，以保证充分除湿，露点空气经送风管道送至光伏幕墙的夹层空间内，回收光伏组件的余热用于预热露点空气，将露点空气与预热空气充分混合后送入室内，本发明通过将露点空气再热与光伏幕墙通风冷却相结合，针对性地解决湿热地区空调系统因除湿而导致的送风过冷的问题；送风管道与光伏板一体化，冷风与高温面板换热会降低面板的表面温度，可有效提高光伏组件的光电转化效率。组件的光电转化效率。组件的光电转化效率。


技术研发人员：杨斌 朱欣 漆敏 杨爽 宋智育 刘敏章 由玉文
受保护的技术使用者：天津城建大学
技术研发日：2022.10.28
技术公布日：2023/10/20