本发明属于新型建筑围护结构领域，涉及一种具有热湿处理功能的坎墙与窗户相耦合的系统，结合窗户玻璃夹层与墙体风道结构，充分利用可拆卸式壳盘热湿装置、双螺线形薄膜结构、窗户玻璃夹层与墙体风道设计，实现对室外新风高效、稳定的热湿处理，并可降低围护结构负荷。
背景技术
随着社会经济的发展，对室内环境舒适度的要求越来越高，为了应对室外环境的不断恶化，改善室内环境的质量，采用相关空气处理设备已成为常态。随我国能源日趋紧张，节能环保的深入人心，不合理的住宅通风换气设备必将带来能量的损失，不符合节能建筑、低碳生活的理念。目前市场上存在众多的空气净化器与全热交换设备，我们研究分析得到：“虽然这些设备系统改善室内的环境空气状况，但依旧存在很多的不足，如设备的投资成本、结构、空间的使用以及设备的效益等”。
经对现有技术的文献检索、研究与分析发现，中国专利申请号为cn201620117639.2，实用新型名称为：一种墙体嵌入式新风换气机，该实用新型属于空气净化设备领域，尤其是涉及一种墙体嵌入式新风换气机，整体采用圆筒式结构，结构单一，主要依靠内置蜂窝陶瓷蓄热体实现热量存储与新风预热，换热效率不高，且需要占据大量的建筑空间以维持一定的换热效果。
根据以上不足我们设计出一种坎墙换气耦合窗户系统，实现对新风与排风热湿交换，通过与墙体、窗户结构的耦合，实现对新风的高效处理；热湿交换装置采用壳盖可拆卸式结构，便于安装、清洗与维护等特点，不仅解决了结构、空间的使用问题，而且相对提高了装置的换气效率；可以实现产品系列化、标准化、通用化生产，属于建材和建筑领域，同时实现了节能的效益。
技术实现要素：
基于以上问题，本发明公开一种坎墙换气耦合窗户系统。将建筑结构技术与空气热能技术相结合，实现能量的高效利用与互相补充。采用墙体内部风道系统、壳盘热湿装置与窗户结构相耦合的设计，减少了风管布置空间使用，节约建筑成本，同时降低了窗户的冷热负荷。
所述一种坎墙换气耦合窗户系统由窗户组件与坎墙组件构成，所述的窗户组件由窗户玻璃夹层与窗户通风百叶构成；坎墙组件由保温组件、坎墙百叶组件与热湿处理组件构成，所述的保温组件由外保温板与内保温板构成，所述的热湿处理组件由一级壳盘热湿装置、二级壳盘热湿装置、多功能风机组件、框架板与内部风道系统组成，所述的一级壳盘热湿装置与二级壳盘热湿装置安装在框架板中心位置，按照坎墙法线方向前后排列安装。
所述的一级壳盘热湿装置与二级壳盘热湿装置均由上壳盘、下壳盘、螺栓组件、上壳双螺线形凹槽结构、下壳双螺线形凹槽结构、密封条与双螺线形薄膜结构构成，其中上壳双螺线形凹槽结构位于上壳盘内表面，下壳双螺线形凹槽结构位于下壳盘内表面，双螺线形薄膜结构由上壳双螺线形凹槽结构、下壳双螺线形凹槽结构共同固定在一级壳盘热湿装置与二级壳盘热湿装置内部，密封条放置在上壳双螺线形凹槽结构、下壳双螺线形凹槽结构与双螺线形薄膜结构之间；所述上壳盘与下壳盘外侧面采用圆盘设计，上壳盘与下壳盘的内侧面对接，通过外边缘的螺栓组件紧固连接，所述的螺栓组件由螺栓与螺帽组成；所述的一级壳盘热湿装置中的上壳盘、下壳盘以及双螺线形薄膜结构构成彼此相邻的螺盘形风道ⅰ与螺盘形风道ⅱ，所述的二级壳盘热湿装置中的上壳盘、下壳盘以及双螺线形薄膜结构构成彼此相邻的螺盘形风道ⅲ与螺盘形风道ⅳ，所述的双螺线形薄膜结构由两片平行的热湿分子交换膜卷曲构成，可整体拆卸与组装，进行维护或清洗。
所述的螺盘形风道ⅰ的两端分别是边缘风口ⅰ与中心风口ⅰ，螺盘形风道ⅱ的两端分别是边缘风口ⅱ与中心风口ⅱ，所述的螺盘形风道ⅲ的两端分别是边缘风口ⅲ与中心风口ⅲ，螺盘形风道ⅳ的两端分别是边缘风口ⅳ与中心风口ⅳ，新风与排风在各个螺盘形风道中逆向流动。
所述的内部风道系统，由墙体风道ⅰ与墙体风道ⅱ组成，所述的墙体风道ⅰ由初段风道ⅰ、中段风道ⅰ、末端风道ⅰ组成，所述的墙体风道ⅱ由初段风道ⅱ、中段风道ⅱ、末端风道ⅱ组成，所述的中段风道ⅰ用于连接中心风口ⅰ与中心风口ⅲ，所述的中段风道ⅱ用于连接中心风口ⅱ与中心风口ⅳ，所述的末端风道ⅰ，用于连接窗户玻璃夹层与螺盘形风道ⅱ的边缘风口ⅱ，所述的多功能风机组件由风机ⅰ与风机ⅱ组成，所述的风机ⅰ安装在初段风道ⅰ处，风机ⅱ安装在末端风道ⅱ处，通过控制风机电流，夏季时，风机ⅰ为送风机，风机ⅱ为排风机，冬季时，风机ⅰ为排风机，风机ⅱ为送风机。
所述的外保温板与内保温板均采用隔热材料，所述坎墙百叶组件由室内侧百叶ⅰ、室内侧百叶ⅱ与室外侧百叶组成。
与现有技术相比，本发明在系统结构与功能上具有以下明显优点。
（1）热湿交换装置：本发明采用可拆卸式壳盘结构，通过由上壳盘、下壳盘、螺栓组件、上壳双螺线形凹槽结构、下壳双螺线形凹槽结构、密封条与双螺线形薄膜结构构成，便于设备的后期维护与更换；采用前后排列的两级壳盘热湿装置，原则上可以扩展至更多级处理单元，前后叠放排列方式极大的缩减了对坎墙截面面积的占用，节约了墙体内部安装空间。
（2）热湿交换膜结构：本发明采用双螺线形薄膜结构，由两片平行的热湿分子交换膜卷曲构成，与上壳盘、下壳盘构成彼此相邻的螺盘形风道ⅰ与螺盘形风道ⅱ，以室内环境的要求为标准，利用新风、排风的焓差，通过双螺线形薄膜结构，同时实现新风与排风的双侧热湿交换，所构成的双侧热湿换热壁面，在不增加额外体积的基础上进一步增大了热湿交换的面积，提高了余热余湿回收效果；双螺线形薄膜结构固定在上壳双螺线形凹槽结构和下壳双螺线形凹槽结构之间，用密封条密封，可整体拆卸与组装，可以很方便地进行维护、更换或清洗。
（3）系统的功能与工况：本发明将窗户玻璃夹层与壳盘热湿装置相耦合，在室内环境的要求下，实现两种工况相互转换，在夏季，末端排风通过窗户玻璃夹层，对排风余热余湿的进一步回收，并且可利用流动的排风降低玻璃窗户的温度，从而降低围护结构的冷负荷，在冬季，通过调节多功能风机组件，实现新风在窗户玻璃夹层内的预热，进一步提高设备运行效率。
附图说明
图1为坎墙换气耦合窗户系统正视图。
图2为图1的a-a处剖视图。
图3为图1的b-b处剖视图。
图4为壳盘热湿装置俯视图。
图5为壳盘热湿装置侧视图。
图6为图4的c-c剖视图。
图7为图6的拆解图。
图8为图6的局部图。
图9为图5的d-d剖视图。
其中：ⅰ-窗户组件；101-窗户玻璃夹层；102-窗户通风百叶；ⅱ-坎墙组件；2-热湿处理组件；2-1一级壳盘热湿装置；2-2二级壳盘热湿装置；2-3内部风道系统；2-4多功能风机组件；2-5框架板；2-101-上壳盘；2-102-下壳盘；2-103-螺栓组件；2-104-上壳双螺线形凹槽结构；2-105-下壳双螺线形凹槽结构；2-106-密封条；2-107-双螺线形薄膜结构；2-108-螺栓；2-109-螺帽；2-110-螺盘形风道ⅰ；2-111-边缘风口ⅰ；2-112-中心风口ⅰ；2-113-螺盘形风道ⅱ；2-114-边缘风口ⅱ；2-115-中心风口ⅱ；2-201-螺盘形风道ⅲ；2-202-边缘风口ⅲ；2-203-中心风口ⅲ；2-204-螺盘形风道ⅳ；2-205-边缘风口ⅳ；2-206-中心风口ⅳ；2-301-墙体风道ⅰ；2-302-初段风道ⅰ；2-303-中段风道ⅰ；2-304-末端风道ⅰ；2-305-墙体风道ⅱ；2-306-初段风道ⅱ；2-307-中段风道ⅱ；2-308-末端风道ⅱ；2-401-风机ⅰ；2-402-风机ⅱ；3-坎墙百叶组件；301-室内侧百叶ⅰ；302-室内侧百叶ⅱ；303-室外侧百叶；4-保温组件；401-内保温板；402-外保温板。
具体实施方式
本发明具体实施例仅为本发明优选的实施方式，并非用于限定本发明保护范围的限制。因此，任何在本发明的技术特征之内所作的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细阐述。
一种如图1—图9所示的新风换气墙体，该墙体主要构件包括窗户组件ⅰ与坎墙组件ⅱ，坎墙组件ⅱ又分为热湿处理组件2、坎墙百叶组件3与保温组件4三部分，热湿处理组件2又分为一级壳盘热湿装置2-1、二级壳盘热湿装置2-2、内部风道系统2-3、多功能风机组件2-4与框架板2-5等，将几者有机组合做成一个整体，即为本发明的一种坎墙换气耦合窗户系统。
窗户组件ⅰ分为窗户玻璃夹层101与窗户通风百叶102，夏季，排风通过窗户玻璃夹层101，实现对排风冷负荷的进一步回收，并降低玻璃温度，实现降低窗户冷负荷的功能，最后通过窗户通风百叶102排出室外。冬季，通过调节多功能风机组件2-4，室外新风从窗户通风百叶102进入窗户玻璃夹层101，对其进行预热后，进入坎墙组件ⅱ。
坎墙组件ⅱ由热湿处理组件2、坎墙百叶组件3与保温组件4三部分构成，保温组件4由内保温板401与外保温板402构成，内保温板401为坎墙组件ⅱ的最内层，外保温板402为坎墙组件ⅱ的最外层，起到隔热、防火的作用；坎墙百叶组件3由室内侧百叶ⅰ301、室内侧百叶ⅱ302与室外侧百叶303构成，夏季，室外新风从室外侧百叶303进入坎墙组件ⅱ，经过壳盘热湿装置热湿处理后，从室内侧百叶ⅰ301进入室内；
热湿处理组件2是整个装置的核心部件，由一级壳盘热湿装置2-1、二级壳盘热湿装置2-2、内部风道系统2-3、多功能风机组件2-4与框架板2-5组成，框架板2-5作为坎墙组件ⅱ的中间部分，作为壳盘热湿装置支撑架与内部风道系统2-3的承载板，一级壳盘热湿装置2-1与二级壳盘热湿装置2-2安装在框架板2-5中心位置，按照坎墙法线方向前后排列安装；一级壳盘热湿装置2-1与二级壳盘热湿装置均2-1由上壳盘2-101、下壳盘2-102、螺栓组件2-103、上壳双螺线形凹槽结构2-104、下壳双螺线形凹槽结构2-105、密封条2-106与双螺线形薄膜结构2-107构成，其中上壳双螺线形凹槽结构2-104位于上壳盘2-101内表面，下壳双螺线形凹槽结构2-105位于下壳盘2-102内表面，双螺线形薄膜结构2-107由上壳双螺线形凹槽结构2-104、下壳双螺线形凹槽结构2-105共同固定在一级壳盘热湿装置2-1与二级壳盘热湿装置2-2内部，密封条2-106放置在上壳双螺线形凹槽结构2-104与双螺线形薄膜结构2-107、下壳双螺线形凹槽结构2-105与双螺线形薄膜结构2-107之间。
一级壳盘热湿装置2-1中的上壳盘2-101、下壳盘2-102以及双螺线形薄膜结构2-107构成彼此相邻的螺盘形风道ⅰ2-110与螺盘形风道ⅱ2-113，二级壳盘热湿装置2-1中的上壳盘2-101、下壳盘2-102以及双螺线形薄膜结构2-107构成彼此相邻的螺盘形风道ⅲ2-201与螺盘形风道ⅳ2-204，双螺线形薄膜结构2-107由两片平行的热湿分子交换膜卷曲构成，可整体拆卸与组装，进行维护或清洗；螺盘形风道ⅰ2-110的两端分别是边缘风口ⅰ2-111与中心风口ⅰ2-112，螺盘形风道ⅱ2-113的两端分别是边缘风口ⅱ2-114与中心风口ⅱ2-115，螺盘形风道ⅲ2-201的两端分别是边缘风口ⅲ2-202与中心风口ⅲ2-203，螺盘形风道ⅳ2-204的两端分别是边缘风口ⅳ2-205与中心风口ⅳ2-206，新风与排风在各个螺盘形风道中逆向流动。
内部风道系统2-3，由墙体风道ⅰ2-301与墙体风道ⅱ2-305组成，墙体风道ⅰ2-301由初段风道ⅰ2-302、中段风道ⅰ2-303、末端风道ⅰ2-304组成，墙体风道ⅱ2-305由初段风道ⅱ2-306、中段风道ⅱ2-307、末端风道ⅱ2-308组成，中段风道ⅰ2-302用于连接中心风口ⅰ2-112与中心风口ⅲ2-203，中段风道ⅱ2-307用于连接中心风口ⅱ2-115与中心风口ⅳ2-206，末端风道ⅰ2-304用于连接窗户玻璃夹层101与螺盘形风道ⅱ2-113的边缘风口ⅱ2-114，多功能风机组件2-4由风机ⅰ2-401与风机ⅱ2-402组成，风机ⅰ2-401安装在初段风道ⅰ2-302处，风机ⅱ2-402安装在末端风道ⅱ2-308处，通过控制风机电流，夏季时，风机ⅰ2-401为送风机，风机ⅱ2-402为排风机，冬季时，风机ⅰ2-401为排风机，风机ⅱ2-402为送风机。
本实施例的一种新风换气墙体的工作原理为：
夏季运行时，通过调节电流方向，风机ⅰ2-401为送风机，风机ⅱ2-402为排风机；室外新风在风机ⅰ2-401的作用下，从室外侧百叶303进入墙体风道ⅰ2-301，经过初段风道ⅰ2-302与风机ⅰ2-401，通过边
缘风口ⅰ2-111进入一级壳盘热湿装置2-1，在其内部的螺盘形风道ⅰ2-110中顺时针由外向里流动，从中心风口ⅰ2-112离开一级壳盘热湿装置2-1，经过中段风道ⅰ2-303，从中心风口ⅲ2-203进入二级壳盘热湿装置2-2，在其内部的螺盘形风道ⅲ2-201中逆时针由内而外流动，经过边缘风口ⅲ2-202离开，从而进入末端风道ⅰ2-304，通过室内侧百叶ⅰ301送入室内；室内排风在风机ⅱ2-402作用下，从室内侧百叶ⅱ302进入墙体风道ⅱ2-305，经过初段风道ⅱ2-306与风机ⅱ2-402，通过边缘风口ⅳ2-205进入二级壳盘热湿装置2-2，在其内部的螺盘形风道ⅳ2-204中顺时针由外而内流动，从中心风口ⅳ2-206离开二级壳盘热湿装置2-2，经过中段风道ⅱ2-307，从中心风口ⅱ2-115进入一级壳盘热湿装置2-1，在其内部螺盘形风道ⅱ2-113中逆时针由内而外流动，经过边缘风口ⅱ2-114离开，通过末端风道ⅱ2-308，进入窗户组件ⅰ，在其窗户玻璃夹层101进行冷负荷进一步回收，再通过窗户通风百叶102排送到室外。
冬季运行时，通过调节电流方向，风机ⅰ2-401为排风机，风机ⅱ2-402为送风机，室外新风在风机ⅱ2-402作用下，从窗户通风百叶102进入窗户组件ⅰ，在其窗户玻璃夹层101对室外新风进行预热，通过末端风道ⅱ2-308进入墙体风道ⅱ2-305，从边缘风口ⅱ2-114进入一级壳盘热湿装置2-1，在其内部螺盘形风道ⅱ2-113中顺时针由外而内流动，从中心风口ⅱ2-115离开一级壳盘热湿装置2-1，经过中段风道ⅱ2-307，从中心风口ⅳ2-206进入二级壳盘热湿装置2-2，在其内部的螺盘形风道ⅳ2-204中逆时针由内而外流动，通过边缘风口ⅳ2-205进入初段风道ⅱ2-306，经过风机ⅱ2-402，从室内侧百叶ⅱ302进入室内；室内排风在风机ⅰ2-401的作用下，从室内侧百叶ⅰ301进入墙体风道ⅰ2-301，经过末端风道ⅰ2-304，从边缘风口ⅲ2-202进入二级壳盘热湿装置2-2，在其内部的螺盘形风道ⅲ2-201中顺时针由外而内流动，从中心风口ⅲ2-203离开二级壳盘热湿装置2-2，经过中段风道ⅰ2-303，从中心风口ⅰ2-112进入一级壳盘热湿装置2-1，在其内部的螺盘形风道ⅰ2-110中逆时针由内而外流动，从边缘风口ⅰ2-111离开一级壳盘热湿装置2-1，进入初段风道ⅰ2-302，经过风机ⅰ2-401，从室外侧百叶303排入室外。