一种具有广义非能动特性的太阳能建筑物强化通风系统

摘要

本发明属于建筑物通风系统设计，具体涉及一种具有广义非能动特性的太阳能建筑物强化通风系统。该系统包括由系统结构墙体、通风结构墙体及系统底板构成的系统设备空间，通风结构墙体内侧与系统底板的环形凸沿构成通风通道，通风通道内设有风机组件，向阳面的系统结构墙体的外表面敷设太阳能子系统，系统设备空间内设有与所述的太阳能子系统相连接的蓄电池子系统和功率平衡子系统。本发明既具有强制通风系统功率较大的特点，又具有相对较高的安全可靠性，完全满足核电厂的通风系统的要求。

说明书

技术领域

本发明属于建筑物通风系统设计，具体涉及一种具有广义非能动特性的太 阳能建筑物强化通风系统。

背景技术

建筑物通风系统通常可分为强制通风型和自然通风型。强制通风系统利 用电动风机实现对建筑物的送风换气；自然通风系统利用温差产生的空气密 度差产生通风所需的压头，因此也称为热压通风。强制通风系统功率较大， 但可靠性低；自然通风系统可靠性高，但通常无法产生较大的送风量。核电 厂通风系统对于可靠性的要求较高，尤其是与事故相关的通风需求，如：事 故工况下的主控室通风或大气热阱空气冷却等，必须确保极高的可靠性。本 发明寻求构建一种可用于核电厂的高可靠性通风系统，以满足业界对核电系 统安全的迫切需要。

发明内容

本发明的目的在于通过对太阳能电池板、蓄电池、功率平衡器及垂直轴 型风机的广义非能动整合，提供一种具有广义非能动特性的太阳能建筑物强 化通风系统。

本发明的技术方案如下：一种具有广义非能动特性的太阳能建筑物强化 通风系统，包括由系统结构墙体、通风结构墙体及系统底板构成的系统设备空 间，通风结构墙体内侧与系统底板的环形凸沿构成通风通道，通风通道内设有 风机组件，向阳面的系统结构墙体的外表面敷设太阳能子系统，系统设备空 间内设有与所述的太阳能子系统相连接的蓄电池子系统和功率平衡子系统。

进一步，如上所述的具有广义非能动特性的太阳能建筑物强化通风系统， 其中，所述的太阳能子系统包括敷设在向阳面的系统结构墙体外表面的太阳 能电池底板，太阳能电池底板上设有若干个太阳能电池单元，所述的若干个 太阳能电池单元被分配至多个相互独立的供电序列。

进一步，如上所述的具有广义非能动特性的太阳能建筑物强化通风系统， 其中，所述的系统结构墙体为无底无盖的壳结构，水平截面为轴对称或中心对 称的多边形，水平截面的轮廓下大上小依次变化。

进一步，如上所述的具有广义非能动特性的太阳能建筑物强化通风系统， 其中，所述的通风结构墙体为筒形壳结构，水平截面为圆形，顶部具有环形凸 沿，下部具有周向均布的若干个风机电气仪控通道贯穿孔。

进一步，如上所述的具有广义非能动特性的太阳能建筑物强化通风系统， 其中，所述的系统底板为中间开有圆孔的薄板结构，所述的系统底板的环形凸 沿沿圆孔周向设置。

进一步，如上所述的具有广义非能动特性的太阳能建筑物强化通风系统， 其中，所述的蓄电池子系统包括沿系统设备空间周向均布的若干个蓄电池模块， 蓄电池模块连接蓄电池模块供电接头，蓄电池模块供电接头与系统供电通道连 接。

进一步，如上所述的具有广义非能动特性的太阳能建筑物强化通风系统， 其中，所述的功率平衡子系统包括沿系统设备空间周向均布的若干个功率平衡 模块，功率平衡模块之间设有电气仪控通道，功率平衡子系统分别与蓄电池子 系统和风机组件连接；功率平衡子系统根据实际情况，调整蓄电池子系统中的 工作状态，选择对风机组件的供电方式，并为风机组件分配功率。

进一步，如上所述的具有广义非能动特性的太阳能建筑物强化通风系统， 其中，所述的风机组件包括沿通风结构墙体内壁周向均布的若干风机组件模 块，风机组件模块经穿过风机电气仪控通道贯穿孔的风机电气仪控通道从功率 平衡子系统获得运转所需电能。

进一步，如上所述的具有广义非能动特性的太阳能建筑物强化通风系统， 其中，风机组件模块采用具有风机叶片、风机竖直主轴及风机联轴器的垂直轴 型风机。

进一步，如上所述的具有广义非能动特性的太阳能建筑物强化通风系统， 其中，所述的若干个风机组件模块被分配由多个相互独立的供电序列供电，特 定一个供电序列或几个风机组件模块失效不会导致系统彻底失去通风能力。

本发明的有益效果如下：本发明通过对太阳能电池板、蓄电池、功率平衡 器及垂直轴型风机的广义非能动整合，构建了一种可用于核电厂的高可靠性 通风系统。该系统的太阳能电池单元被分配至多个相互独立的供电序列，特定 一个供电序列或几个太阳能电池单元失效不会导致整个太阳能子系统失效；同 时，若干模块化风机组件被分配由多个相互独立的供电序列供电，特定一个供 电序列或几个模块化风机组件失效不会导致系统彻底失去通风能力。本发明既 具有强制通风系统功率较大的特点，又具有相对较高的安全可靠性，完全满 足核电厂的通风系统的要求。

附图说明

图1为本发明强化通风系统的外部结构示意图（轴侧图）；

图2为本发明强化通风系统的顶视图；

图3为本发明强化通风系统的前视剖面图；

图4为本发明强化通风系统的顶视40%标高剖面图；

图5为本发明强化通风系统的顶视20%标高剖面图；

图6为本发明强化通风系统的子系统间逻辑关系示意图。

图中，1.系统结构墙体（向阳面）、2.通风结构墙体、3.系统底板、4.太 阳能电池底板、5.太阳能电池单元、6.通风通道、7.风机叶片、8.风机竖直主 轴、9.风机电气仪控通道、10.系统结构墙体（背阳面）、11.风机组件间支撑结 构、12.功率平衡模块、13.蓄电池模块、14.系统供电通道（启用）、15.蓄电池 模块供电接头、16.太阳能电池板输电接头、17.系统底板环形凸沿、18.风机电 动机、19.风机联轴器、20.系统设备空间、21.功率平衡子系统电气仪控通道、 22.系统供电通道（未启用）、23.通风结构墙体环形凸沿、24.风机电气仪控通 道贯穿孔

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1至图5所示，本发明提供了一种具有广义非能动特性的太阳能建 筑物强化通风系统，其系统通风通道6由通风结构墙体2和系统底板3经由 系统底板环形凸沿17连接构成；其系统设备空间20由向阳面系统结构墙体 1和背阳面系统结构墙体10经由通风结构墙体环形凸沿23与通风结构墙体2 相连，并由系统底板3封底构成。

所述的系统结构墙体为无底无盖的壳结构，水平截面为轴对称或中心对 称的多边形，水平截面的轮廓下大上小依次变化。本实施例中，系统结构墙 体为由四面组成的梯形台结构。通风结构墙体2为筒形壳结构，水平截面为 圆形，顶部具有环形凸沿23，下部具有周向均布的若干个风机电气仪控通道 贯穿孔24。系统底板3为中间开有圆孔的薄板结构，所述的系统底板的环形 凸沿17沿圆孔周向设置。

向阳面的系统结构墙体1表面敷设有太阳能电池底板4，其上具有若干 太阳能电池单元5，太阳能电池底板4与太阳能电池单元5构成太阳能子系 统。这些太阳能电池单元被分配至多个相互独立的供电序列，特定一个供电 序列或几个太阳能电池单元失效不会导致整个太阳能子系统失效。

系统设备空间20内包括蓄电池子系统及功率平衡子系统。

蓄电池子系统由沿系统设备空间20周向均布的若干蓄电池模块13、蓄 电池模块供电接头15及系统供电通道14组成。系统供电通道贯穿系统结构 墙体与太阳能子系统相连获取电能。这些蓄电池模块13被分配至多个相互独 立的供电序列，特定一个供电序列或几个蓄电池模块失效不会导致整个蓄电 池子系统失效。

功率平衡子系统由沿系统设备空间20周向均布的若干功率平衡模块12、 功率平衡模块间的功率平衡子系统电气仪控通道21组成。这一子系统的功率 平衡模块通常包括逆变器、功率分配器等设备及相同功率分配电路，可根据 实际情况，调整蓄电池子系统中的工作状态，选择对风机组件的供电方式（太 阳能电池直接供电或蓄电池供电），并为风机组件分配功率。该子系统一旦 失效，风机组件将与蓄电池子系统和太阳能子系统直连，获得运行所需电能。

通风通道6内包括模块化风机组件，风机组件包括沿通风结构墙体2内 壁周向均布的若干风机组件模块。这些风机组件模块采用垂直轴型风机，周 向均布于通风结构墙体2内壁，通过穿过风机电气仪控通道贯穿孔24的风机 电气仪控通道9从功率平衡子系统获得运转所需电能；这些风机组件模块被 分配由多个相互独立的供电序列供电，特定一个供电序列或几个风机组件模 块失效不会导致系统彻底失去通风能力。

如图6所示，一种具有广义非能动特性的太阳能建筑物强化通风系统由 太阳能子系统、蓄电池子系统、功率平衡子系统及若干模块化垂直轴型风机 组件构成。这些子系统间通过独立冗余的电气仪控通道连接，而子系统中的 独立功能模块均被分配至不同的功能序列，因此具有较高的可靠性，完全失 去功能的可能性极低。

具有广义非能动特性的太阳能建筑物强化通风系统由太阳能子系统具有以 下几种工况：（1）昼间正常工况，此时，通过太阳能电池板产生的电能一部分 用于为风机供电，一部分用于为蓄电池充电；（2）夜间正常工况，此时，白天 充好电的蓄电池放电给风机供电；（3）昼间事故工况为白天失去部分风机通风 能力工况；（4）夜间事故工况为夜间失去部分风机通风能力工况；（5）完全自 然通风工况指完全失去风机通风能力的工况。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本 发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利 要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。