成果简介
空调作为目前最主要的室内温度调节设备，在改善人们居住环境的同时，带来了三大问题：1）导致人体缺乏环境刺激而产生空调病；2）导致建筑整体能耗高；3）制冷剂泄漏易加剧温室效应。而且空调房间密闭性强、空气流动性差、风量小、长时间不开窗、阳光不足，致病微生物容易滋生，空调机的风管、吹风机也适合病菌和病毒生存繁殖，病菌和病毒被空调吹送出来，易于引发较大规模的感染。室内外温差较大，也容易机体适应不良。在流行病高发的夏季，需要保持室内空气的流通，此时开空调无疑是对电能的一种浪费。而基于低噪音大风力风扇的自然风机系统能够在维持室内凉爽的同时保持室内通风，减少流行病的发病率。大量的现场实测和研究表明，在有动态气流的环境中，人们可接受的环境温度要远高于封闭空间。这意味着，只要使室内空气流动起来，则可大幅提高空调设置温度，建筑整体能耗能够大幅降低。因此，在室内引入类似自然风的动态气流，提高室内环境设置温度，对促进节能降耗和营造健康舒适的室内环境具有重要意义。因此，进行低噪音大风力风扇设计与研发，具体可产生如下五方面效益：
节能效益：采用低速大扭矩大风力永磁直驱电机驱动风扇，大幅降低能耗；
通风效益：引入自然风循环，有效降低室内污染物浓度；
健康效益：增加室内自然风，调高空调设置温度，降低室内外温差，有效预防空调病；
社会效益：降低建筑空调能耗，响应国家节能减排战略，兑现“碳中和”国际承诺；
环境效益：减少空调使用数量，降低制冷剂泄漏导致的温室效应。
应用前景
本成果在广西大学人工智能研究院已经完成应用示范。所研发的低速大扭矩永磁同步直驱电机带动升力叶片低速转动，通过自然风循环机将风推向空间内每个角落，形成酷似大自然的微风系统；风速在1m/s~3m/s范围内，风扇转速在0-90转左右，采用伺服控制器进行无极调速，稳定缓慢调节风速，可降低人体体表温度7-9℃，极大地降低人对环境温度。省去了诸如减速器，齿轮箱，皮带轮等传动机构，极大地减少了振动噪声来源；整机额定功率在0.1-0.35kW之间，功率密度对比同转速电机提高30%，对比同类型传统风扇节能约50%，对比空调将节能约90%；搭配空调使用将节能70%以上；电机体积约为常规的三分之一，结构更加简单，耗电量仅为传统电机四分之一。
成熟度
技术已具备产业化条件。
成果展示
图1 直驱式高转矩密度电机与低噪声大风力风扇一体化设计技术
图2 打造人体高度舒适的自然风机系统与空调联动设计
图3自然风机系统应用在大型公共新型零碳建筑中
成果完成人
计算机与电子信息学院：武新章
成果转化，请联系成果与合作处，联系人：刘老师，联系电话：0771-3904162。