一种蓄热-除湿一体化的窑洞通风系统

本技术涉及传统民居节能改造，具体涉及一种被动与主动设计策略相结合、使用相变蓄热材料和干燥剂、具备内循环和外循环双运行模式、适应黄土高原全年气候的能够改善窑洞室内热湿环境的通风系统。

背景技术：

1、随着民众生活水平的提高，其对室内环境的舒适度要求也随之越来越高。窑洞民居广泛分布在我国的黄土高原地区，是人类在长期的发展和尝试中形成的一种传统民居形式，其具有取材方便、修建简单、经济实用，冬暖夏凉、室内温度稳定、热舒适水平较高等优点，广受人们青睐。但是由于窑洞围护结构的热稳定性较强，结合室内的居民活动情况，室内容易泛潮，加之雨水的连年侵蚀和渗入，窑洞深处受潮严重，存在墙体发霉、墙皮脱落等现象。然而受到空间布局的限制，传统窑洞民居进深普遍较深，达到其宽度的三倍多，并且内部空间只通过窑脸与室外空间连通，因此通过自然通风的方式进行通风除湿难度较大，造成窑洞深处空气潮湿，空气品质差、墙体和家具发霉等问题。上述问题不仅降低了居民的生活质量，对居民的身体健康也存在不利的影响。

2、另一方面，西北地区气候具有夏季日夜温差较大的特点，7月气温日较差在12℃以上，如果在实现除湿效果的同时对夜间通风进行有效利用，就能够进一步改善窑洞内部的热环境，增加室内居民的热舒适度。

3、目前关于改善窑洞内部潮湿现象的方法较为单一，主要通过在窑脸上方装设风机，采用机械排风的方式、使室内外空气发生交换进行除湿，但是此种方式存在不足，一方面，室外空气也会存在高湿度时刻，尤其是夏季夜间，通入室外低温空气会导致结露问题；另一方面，经过现场实测，烧火窑洞冬季室内空气湿度能够达到70％～80％，因此冬季也需要除湿，若通过室外自然通风进行除湿，会造成室内热量损失的问题。有新型窑洞通过改变窑洞的空间布局方式，利用风压和热压实现通风除湿。但是对于大部分传统窑洞民居来说，室内潮湿仍然是难以解决的大问题，通过对窑洞通风方式的优化，采用蓄热——除湿一体化的通风系统，将通风过程外循环与内循环两种模式进行结合，希望能够缓解和改善窑洞内部的热湿环境，提高窑洞居民的舒适度。

技术实现思路

1、为了克服窑洞室内通风不畅的问题、改善窑洞内部的热湿环境，本实用新型提出了一种蓄热-除湿一体化的窑洞通风系统，该系统将相变蓄热体和可重复利用干燥机结合到通风管道中，并且提供了内循环和外循环两种通风模式，实现多情况运行。将可再生能源与机械设备相结合，在改善室内热湿环境的同时实现高效节能。

2、本实用新型是通过下述技术方案来实现的。

3、根据本实用新型实施例提供的一种蓄热-除湿一体化的窑洞通风系统，包括通风管道和位于通风管道内布置的相变蓄热模块、吸湿模块和风向切换装置，以及位于通风管道上的轴流风机和通风口；

4、所述通风管道包括相互连通平行设置的两段通风管道，两段通风管道分别连通室内和室外，连通室内的通风管道中设有吸湿模块；连通室外的通风管道中设有相变蓄热模块和吸湿模块；

5、风向切换装置设于两段通风管道之间；

6、通过控制通风管道上的轴流风机启闭和风向切换装置转换，进行窑洞室内热湿环境的内外循环，实现蓄热除湿。

7、根据本实用新型的示例性实施方式，连通室外的通风管道包括通风管道1段和通风管道2段。

8、根据本实用新型的示例性实施方式，连通室内的通风管道包括通风管道3段。

9、根据本实用新型的示例性实施方式，通风口位于通风管道2段和通风管道3段未设相变蓄热模块和吸湿模块的通风管道上。

10、根据本实用新型的示例性实施方式，轴流风机分别设于连通室内的通风管道和连通室外的通风管道的端口，连通室外的通风管道的另一端设有百叶窗，连通室内。

11、根据本实用新型的示例性实施方式，所述相变蓄热模块包括通风管和位于通风管内间隔布置的相变板材，相变板材内装有相变材料。

12、根据本实用新型的示例性实施方式，所述吸湿模块包括通风管和通过卡槽和卡扣固定在通风管内的若干个吸湿架；吸湿架包括架设于连接杆上的若干个多孔铝板封装框，多孔铝板封装框内放置硅胶干燥剂。

13、根据本实用新型的示例性实施方式，所述风向切换装置包括通过合页安装在两段分别连通室内和室外通风管道的交界处的挡风板，还包括嵌入通风管底板内的弧形旋转轨道，底板设置操作口，通过操作可回弹卡扣沿弧形旋转轨道移动，切换为外循环模式或内循环模式。

14、根据本实用新型的示例性实施方式，可回弹卡扣为π型结构，包括卡台、可移动支腿、固定支腿和弹簧，弹簧设于卡台滑槽中，通过扳动通风管道底部操作口处的可移动支腿，带动挡风板，实现对通风管道内风向的切换。

15、根据本实用新型的示例性实施方式，旋转操作口处的可回弹卡扣使挡风板封闭连通室内的通风管道时，为外循环模式，反之，为内循环模式。

16、本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：

17、1.本实用新型将风机与通风管道相结合，此方式较窑洞传统通风方式，能够有效降低窑洞深处的空气湿度，强化除湿效果。

18、2.本实用新型将可重复吸湿的硅胶干燥剂与通风管道相结合形成吸湿模块，将气流集中于通风管道后统一进行干燥，不仅能够提高干燥剂的利用率，而且能够使室内空气分布均匀，缓解了室内局部空间干燥效果不佳的情况。吸湿架的安装方式简洁方便，便于日常的使用和拆装替换。

19、3.本实用新型将相变蓄热材料与通风管道相结合，能够有效利用夏季室外空气的冷量，强化室内的蓄换热效果，调控室内热环境，提高自然资源的利用率。相变蓄热架的放置方式便于后期更换和维修。

20、4.本实用新型采用风向切换装置，在传统外循环通风的基础上，增加了内循环模式，其在对空气进行吸湿干燥的同时，一方面能够对夏季夜间的自然冷量进行储存利用，在夏季日间调节室内热环境，另一方面能够减少冬季室内的热量散失。

技术特征：

1.一种蓄热-除湿一体化的窑洞通风系统，其特征在于，包括通风管道和位于通风管道内布置的相变蓄热模块、吸湿模块和风向切换装置，以及位于通风管道上的轴流风机和通风口；

2.根据权利要求1所述的蓄热-除湿一体化的窑洞通风系统，其特征在于，连通室外的通风管道包括通风管道1段和通风管道2段。

3.根据权利要求2所述的蓄热-除湿一体化的窑洞通风系统，其特征在于，连通室内的通风管道包括通风管道3段。

4.根据权利要求3所述的蓄热-除湿一体化的窑洞通风系统，其特征在于，通风口位于通风管道2段和通风管道3段未设相变蓄热模块和吸湿模块的通风管道上。

5.根据权利要求1所述的蓄热-除湿一体化的窑洞通风系统，其特征在于，轴流风机分别设于连通室内的通风管道和连通室外的通风管道的端口，连通室外的通风管道的另一端设有百叶窗，连通室内。

6.根据权利要求1所述的蓄热-除湿一体化的窑洞通风系统，其特征在于，所述相变蓄热模块包括通风管和位于通风管内间隔布置的相变板材，相变板材内装有相变材料。

7.根据权利要求1所述的蓄热-除湿一体化的窑洞通风系统，其特征在于，所述吸湿模块包括通风管和通过卡槽和卡扣固定在通风管内的若干个吸湿架；吸湿架包括架设于连接杆上的若干个多孔铝板封装框，多孔铝板封装框内放置硅胶干燥剂。

8.根据权利要求1所述的蓄热-除湿一体化的窑洞通风系统，其特征在于，所述风向切换装置包括通过合页安装在两段分别连通室内和室外通风管道的交界处的挡风板，还包括嵌入通风管底板内的弧形旋转轨道，底板设置操作口，通过操作可回弹卡扣沿弧形旋转轨道移动，切换为外循环模式或内循环模式。

9.根据权利要求8所述的蓄热-除湿一体化的窑洞通风系统，其特征在于，可回弹卡扣为π型结构，包括卡台、可移动支腿、固定支腿和弹簧，弹簧设于卡台滑槽中，通过扳动通风管道底部操作口处的可移动支腿，带动挡风板，实现对通风管道内风向的切换。

10.根据权利要求9所述的蓄热-除湿一体化的窑洞通风系统，其特征在于，旋转操作口处的可回弹卡扣使挡风板封闭连通室内的通风管道时，为外循环模式，反之，为内循环模式。

技术总结
本技术公开了一种蓄热‑除湿一体化的窑洞通风系统，包括通风管道和位于通风管道内布置的相变蓄热模块、吸湿模块和风向切换装置，以及位于通风管道上的轴流风机和通风口；通风管道包括相互连通设置的两段通风管道；相变蓄热模块、吸湿模块分别放置在两段通风管道中，风向切换装置设于两段通风管道之间；夏季夜间使用外循环通风模式，夏季白天及冬季时切换为内循环模式；将蓄热体在夏季夜间蓄存的冷量带入室内，调节室内空气温度，在冬季除湿时，减少室内热量的散失，提高窑洞对自然冷量资源的利用效率，改善窑洞室内热湿环境，实现蓄热除湿。

技术研发人员：毕冰藤,宋冰,乔宇豪,刘衍,杨柳
受保护的技术使用者：西安建筑科技大学
技术研发日：20230529
技术公布日：2024/1/14