CN102692909B - 空气置换环境修复装置及修复*** - Google Patents

Abstract

一种空气置换环境修复装置及修复***，该***包括至少一个对环境起修复作用的空气置换环境修复装置，以及与各空气置换环境修复装置连接的中央单元；现场控制器经通讯线路与控制***接入设备连接，控制***接入设备再与BACnet楼宇自控***连接。发明将碳氧置换能量存储通过创新组合后整合为一体，把太阳能量综合利用、植物栽培、能量存储、有线和无线智能控制、BACnet智能***、无线无源的能量收集、空调节能、风能等多个学科前沿技术结合起来，因地制宜设计环境修复、空气置换和可再生能源能量存储量，可用于商业及民用室内空气环境IAQ修复、与现有楼宇自控***连接、大型城市环境修复工程，汽车尾气治理，并可组成大型环境修复***使用。

Description

空气置换环境修复装置及修复***

技术领域

本发明涉及室内空气质量、室内环境、植物栽培、BACnet楼宇自控***应用、城市室外环境修复、汽车尾气治理等技术领域，特别是一种将空气交换-能量存储-植物整合为一个能量环境综合体的环境修复装置，以及由该装置组成的修复***。

背景技术

1.室外环境：

目前，室外城市环境修复是一个国际上的新兴综合技术，该技术主要关注于以下几类问题：

1.1、环境大气污染：中国近几十年来经济的迅速发展，致使中国环境的问题日显严峻。据世界卫生组织（WHO）2006年的一份报告，世界上污染最严重20城市里包括有16个中国城市。另据世界银行资料，世界上污染最严重30城市里有20个中国城市。

1.2、汽车污染：北京市环保局污染物排放总量控制处乔淑芳2012年2月对媒体说，“机动车尾气“贡献”了可吸入颗粒物，其中全市氮氧化物排放量中的一半来自机动车尾气。现有植树造林的道路绿化时间长，成活率不稳定，管理困难。

1.3、热岛效应：Urban heat island effect是指城市中的气温明显高于***郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，好像突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。北京2010 年7 月5 日13 点58 分制作的北京地表温度卫星遥感图显示，热岛效应使北京大部分平原地区地表温度在48°C 以上，少部分地区超过54°汽车尾气、大气PM2.5/PM10和其他有害气体污染、空调（包括排风、车库、厨房）废气等等对城市空气造成污染加速了城市热岛效应。因此改善和修复城市环境，改善和修复建筑物内空调空气质量，将有助于缓解城市热岛效应。

1.4、城市绿容量：城市在开发和建设过程中，人为强度利用，大量排放烟尘、粉尘、S0₂ 等有毒气体及光化学烟雾，引起城市大气污染、水污染、土壤污染、噪音污染、光污染、酸雨污染、热岛效应等一系列环境问题，严重恶化了城市及周边地区生态环境，加剧了生态失衡，影响了城市居民的身心健康，威胁着城市的生存与可持续发展。

2.室内环境：

2.1、室内空气品质：

目前空气污染可能成为中国最大的健康威胁,在高层建筑密集的城市，“室内空气品质”Indoor Air Quality IAQ,急需得到改善。由于现代建筑中空调***的引进、现***公设备的普及，以及建筑密闭性的提高，使室内有害气体得不到排放，二氧化碳量升高，导致人们“空调病”、“居室综合症”等种种亚健康状态的产生。

 2.2、室内环境品质IEQ：

在美国供热制冷空调工程师协会（American Socrity of Heating,Refrigeratingand Air-conditiong Engineers,简称ASHRAE）给出的室内空气品质定义为：良好的室内空气品质应该是“空气中没有一致的污染物达到公认的权威机构所确定的有害物浓度指标，且处于空气中的绝大多数人（大于或等于80%）对此没有表示不满。”

3、建筑节能：

中国建筑能耗占全国能耗消费的28%，其中公共建筑占建筑能耗的21.7%，建筑能耗总量逐年上升。空调空间从节能角度考虑要求“密封化”，加大新风量和节约能耗是一对矛盾，加大新风量，特别是在夏季（冬季）室内、外温差较大的情况下，将会导致空调能耗的增加。

4、二氧化碳利用：目前广泛采用的固碳方法就是绿化，园林绿化植物的碳汇（森林吸收并储存二氧化碳的能力）功能，将大气中的温室气体（二氧化碳为主）储存于植物根际或土壤中—积极扩大碳汇，植物通过蒸腾作用和遮阴可以降低城市的地面和空气温度。

5、能量存储：电能作为一种常规使用能源可以通过蓄电池存储后移动使用，随着电池技术的提高，使用蓄电池组作为能源供应将是能源发展的一个新领域。

6、BACnet楼宇自控***：BACnet是专门为建筑的自动控制网络制定的一种数据通信协议，通过定义工作站级通讯网络的标准通信协议，以取消不同厂商工作站之间的专有网关，将不同厂商、不同功能的产品集成在一个***中，并实现各厂商设备的互操作。

 现有室内外环境修复技术主要有以下几种：

植物墙green wall or living wall。

屋顶绿化与绿墙性质相似，不同的地方就是把绿墙技术应用于屋顶和道路绿化。

以上技术均有不足之处，如：不可移动、管理不方便。绿化施工存在成本高、施工复杂、实施周期长、植物生存更换保养困难、无法根据需要移动的问题。此外，植物使建筑结构增加额外荷载，道路绿化占用大量宝贵土地资源，而以上绿化技术植物叶面积有限，推广中需要考虑的因素太多，人工费用高，因此推广周期长、过程复杂，实施难度大。

城市森林是以增加城市生态绿量来缓解城市热岛效应和提高城市绿量，需要考虑土壤条件和树木成活的管理问题，由于城市土地有限，因此实施的可能性微乎其微。

 现有室内IAQ、IEQ技术主要有以下几种：

室内植物墙green wall or living wall技术，受结构、植物栽培方式等因素到限制，碳氧置换的效果微弱。

制氧机技术，室内空气可以通过制氧机增加氧气含量，但是制氧机本身消耗电能，仅部分改变空气氧气含量有局限性，不可能大规模改善室内外环境不属于环境修复。

空调净化技术，在空调***中加入净化设备，空气经过净化设备其洁净度好于室外，但是不能改变室内空气中已有的碳氧成分和其它有害成分。现有空调***没有制造氧气减少室内二氧化碳，甲醛等有害气体排放量的功能。

  空调节能：

中央空调***安装后就不可移动，因而无法选择室外新风口、排风口的位置，很容易产生新风取风温度夏季高、冬季低，新风空气质量差，因而造成空调新风能耗高，含氧量低，空气处理过程耗能过大。空调全热交换器把空调排风和新风在交换器里做不接触的热量交换，例如夏季的室外新风温度高于空调排风温度，经过全热交换器降低新风温度，减少了新风在空调处理时需要的能耗，由于新风风道与回风风道相互隔离，新风的空气质量不受回风影响。

 二氧化碳利用：温室大棚利用二氧化碳帮助植物生长，温室大棚要求的场地大，设备复杂，造价高，植物栽培技术还没有走出大棚的框框。管道栽培是利用人们易得的PVC 管材组装成适合栽培的容器与无土栽培的广泛适应性相结合，进行各种植物的栽培活动。

能量存储：目前从大到小的蓄电池主要以城市电网作为充电电源。

BACnet楼宇自控***： BACnet是专门为建筑的自动控制网络制定的一种数据通信协议，通过定义工作站级通讯网络的标准通信协议，以取消不同厂商工作站之间的专有网关，将不同厂商、不同功能的产品集成在一个***中，并实现各厂商设备的互操作，从而实现整个楼宇控制***的标准化和开放化。

发明内容

本发明提供一种空气置换环境修复装置及修复***，利用植物作为一个产品单元与其他BACnet楼宇自控***产品集成或自组***，要解决室内：空气置换效率低、室内空气品质差、室内环境差、新风能耗高的技术问题；室外：城市环境修复空气置换效率低，汽车尾气污染严重、提高室外绿容量易受场地限制难于实施的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

这种空气置换环境修复装置，包括植物光合作用模块单元、用于植物灌溉的水雾单元、用于控制和监测装置运行的智能单元，以及用于装载各单元的支撑体；

所述植物光合作用模块单元由定植杯，以及定植杯中的植物光合作用介质和植物组成；

所述水雾单元包括水箱和与之连接的灌溉管网；

所述智能单元包括现场控制器和与之连接的Input/Output外部设备；

所述支撑体是至少由立体中空部件、竖管、接线盒、顶托和基座构成的组装模块结构，立体中空部件上下有用于相互对接的上下接口，上下立体中空部件内部设置用于敷设电源线和信号线的竖管，竖管上下两端穿出立体中空部件后分别与基座和顶托上的接线盒连接，基座的底面有轮子；立体中空部件侧壁至少有一个用于安装植物光合作用模块的侧接口，侧接口底部有储水层，储水层和定植杯之间为空气层。

所述空气置换环境修复装置还包括能源存储单元，能源存储单元由蓄电池和蓄电池组、交直流转换器、风能发电设备和太阳能电池板组成；太阳能电池板安装于支撑体朝阳面或顶面，风能发电设备安装于支撑体顶托上，蓄电池和蓄电池组、交直流转换器安装于支撑体基座，风能发电设备和太阳能电池板经交直流转换器与蓄电池和蓄电池组连接。

所述现场控制器包括有线现场控制器和无线现场控制器，Input/Output外部设备由能量收集元件经无线网与无线双向现场控制器连接，并经导线与有线现场控制器连接，现场控制器与BACnet楼宇自控***联网。

所述灌溉管网有水培灌溉管网A和水雾培灌溉管网B两种；

水培灌溉管网A至少包括供水主管A、回水主管、灌溉支管、连接在回水主管上的过滤器，以及连接在供水主管A上的太阳能热水器、水泵和水阀，灌溉支管连接于供水主管A和回水主管之间并通入支撑体的立体中空部件内部，灌溉支管上分布有滴灌孔；

水雾培灌溉管网B至少包括供水主管B、回水主管、连接在回水主管上的过滤器，以及连接在供水主管B上的水雾发生器和微喷头，供水主管B通入支撑体的立体中空部件内部。

所述支撑体的顶托内设有用于供给植物营养液的备用水箱。

所述空气置换环境修复装置还包括照明单元；照明单元由灯、灯架和加热器构成，灯和加热器的电源线与外接电源或蓄电池和蓄电池组连接。

所述立体中空部件的侧接口向外分叉延伸或与对接中空部件b连接；

侧接口向外分叉延伸时，分叉延伸部分开有定植孔，植物光合作用模块单元放置其中，定植杯介于植物与定植孔之间，灌溉支管延伸至分叉延伸部分内部，分叉延伸部分底部有储水层，侧接口高于储水层的部位开有通气孔；

侧接口与对接中空部件b连接时，对接中空部件b上开有用于放置植物光合作用模块单元的定植孔，定植杯介于定植孔与植物光合作用介质之间，灌溉支管设置于对接中空部件b内部，对接中空部件b底部有储水层，对接中空部件b高于储水层的部位开有通气孔。

所述上下立体中空部件由上下接口的上下配合连接，上下接口为缩口、卡口或螺丝口，或者上下立体中空部件由对接中空部件a密封连接，对接中空部件a内壁中部有一圈与上下立体中空部件卡接的凸棱，上下立体中空部件卡入对接中空部件a内部；

所述左右立体中空部件单独设置或由横管相互连接。

这种采用空气置换环境修复装置的空气置换环境修复***，包括至少一个空气置换环境修复装置，还包括与各空气置换环境修复装置连接的中央单元；

所述中央单元包括BACnet楼宇自控***、通讯线路和控制***接入设备；智能单元中的现场控制器经通讯线路与控制***接入设备连接，通讯线路有Dasy-Chain、无线网和IP/Ethernet三种，控制***接入设备再与BACnet楼宇自控***连接。

所述中央单元还包括通讯网络、通讯网络接入终端设备和***局域网；通讯网络为Internet或专线，中央单元的BACnet楼宇自控***由通讯网络与另一中央单元的连接，或者经通讯网络接入终端设备与第三方设备实现信息共享；位于不同城市的中央单元之间由***局域网保持信息共享和统一调度管理。

 本发明具有如下特点：

本发明的空气置换环境修复装置包括植物光合作用模块单元、水雾单元、智能单元、组装模块结构的支撑体，还可以包括能源存储单元和照明单元。

植物光合作用模块单元可以工业化生产，外形可以多样化。植物被作为一个工业化的固碳和制氧部件在单元里得到利用，三维绿量通过对茎叶体积的计算,来揭示植物绿色三维体积(或者叶面积指数)与植物生态功能水平，量化植物蒸腾释水与吸热总量，可根据环境和空气置换要求提前设计空气置换环境修复装置的植物叶面积，达到预期空气置换量目标。

水雾单元可以提供多种植物生长的方法：水培、雾（气）培、介质栽培。水雾单元中安装有太阳能热水器，太阳能热水器是采用太阳能光热利用来收集太阳光热能量，通过水雾单元供给空气置换环境修复装置热水。

智能单元中的Input/Output设备可以包括但不限于温度、湿度、二氧化碳、PM2.5\PM10等传感器类设备和控制开关、执行器等控制类设备，可以实现对街道汽车尾气二氧化碳含量、PM2.5/PM10等参数报警和时实记录，控制水泵的启停、水阀开关等现场设备。Input/Output设备可以是有线外部设备，也可以是含能量收集元件的无线外部设备。无线方式下Input/Output外部设备使用最先进的能量收集技术制作的无线与低功耗电子器件，如温度、湿度、二氧化碳等Input传感器设备，开关、阀门电动执行器等Output设备。这类无线无源产品依托能源收集技术、传感器和RF（射频）通信来提供无线无源解决方案，取代电池驱动，解决了长期以来进行电池更换和管理所产生的巨大负担。无线方式下有线或无线现场控制器与Input/Output外部设备的所有设备均为双向无线信号通讯，例如：温度传感器即可以发送无线信号给有线或无线现场控制器，也可以接收来自有线或无线现场控制器的信号。非常重要的是现场控制器支持与现有BACnet楼宇自控***集成,共享现有***的极强的编程能力，在极低的成本下完成植物生长所需的各种复杂的温湿度监测和控制。

能量收集元件采用世界先进的EnOcean GmbH能量收集（energy harvesting）技术，能量收集技术指从光、热、电波、振动、人体动作等获得微弱电力。可利用868MHz频带，实现125Kbps的传输速率的无线技术，无线设备无需电池。比方说，管理一个城区的空气置换环境修复***会使用4～6000个传感器单元。如果各传感器单元使用以电池为驱动的技术，电池的更换和管理将成为巨大的负担，令管理和维护工作极为繁重或无所适从。对于大规模的中央实时控制***电池驱动装置或者有线装置的使用成本会很高。空气置换环境修复***采用的无源新技术能够保证在照明关闭5天的情况下，就是说在室外天气连续5天是阴天与***连接的传感器仍然可以正常工作。

支撑体是组装模块结构。组装模块结构中的立体中空部件可以通过上下接口与对接中空部件a进行上下连接，对接中空部件a用来调整立体中空部件之间植物生长的竖向距离；立体中空部件通过侧面的对接接口经横管与其它立体中空部件横向连接，横管用来调节组装结构相互间的横向距离，同时加固整体结构。立体中空部件中的竖管可用来敷设供动力和控制线。组装模块结构本身具有承重能力，外型上多样化，灵活实现不同植物间紧密的或者通透的间距要求。立体中空部件外形可进行多样化造型设计，以满足建筑装饰美学的需要。

能源存储单元可利用太阳能光伏效应将太阳辐射能直接转换为电能，还可以利用风能产生电能。以上两种再生能源所产生的电能可以存储在蓄电池或蓄电池组中供本***内部使用，通过交直流转换可以提供直流电源也可以提供交流电源，多余部分还可以输入本地电网。因此空气置换环境修复装置可以由本设备里的蓄电池和蓄电池组供电，实现无源独立运行。

照明单元可以通过蓄电池和蓄电池组在夜间供电，灯可以采用能耗低，寿命长的Solid-state 照明（SSL）产品。

空气置换环境修复***可以由一个个空气置换环境修复装置形成一个完整的环境修复空气置换管理控制***。该***支持IP/Ethernet、Dasy-Chain、无线通讯协议，经过控制***接入设备与下一级有线或无线双向控制器连接。本***采用BACnet技术通过互联网接入终端设备或第三方设备、***局域网与其它BACnet环保、楼宇控制等***设备信息共享，作为一个独立的***或者作为BACnet楼宇自控***集成的一个部分接收信息或者发送管理控制指令，形成一个完整的、大规模的空气置换管理控制***，监测环境的污染和环境修复情况。

 本发明具有的优点如下：

1、空气置换可预设固碳量制氧量，以植物三维绿量（Living Vegetation Volume，LVV）考虑工程设计和预设环境修复效果，用植物蒸腾释水与吸热总量缓解夏季热岛效应以生态的方式减排，吸收汽车尾气产生的二氧化碳，同时产生有益环境的效果。能量循环***对太阳能综合利用，根据太阳日照W/M2数据对太阳能利用提前进行设计，利用可再生能源自供电。采用强化手段提高单位立体空间面积上植物光合作用的效率，短期内快速加大空气置换。

2、综合利用太阳能：利用太阳光伏能发电、太阳光生物利用植物生长中的光合作用、太阳光热能利用。

3、适用于室内环境修复，包括了室内空气品质IAQ和室内环境品质IEQ的改进。单体设备可以与BACnet楼宇自控***集成，实现全方位的室内环境控制目标。

4、富于变化的组装模块结构为室内室外空气置换的绿色建筑装修和工程提供了广阔的应用空间和市场，在不改变功能的情况下每个立体中空部件的颜色和外形都可以改变，可以采用与室内装修色彩搭配的色彩，部件的形状也可以设计成不同形体，如圆柱体、方柱体、椎体等等，部件与部件之间组合后会产生穿透的孔，空气和光线可以穿过组装模块结构每个立体中空部件结构之间的缝隙，形成视觉上的透明，光和空气都可以快速穿透，选择不同的植物组合，科学的建立一个人工立体植物群落，使其构成同时拥有生态功能和修饰功能，并可以作为室内碳氧置换的环境修复单元接入BACnet楼宇自控***统一管理。组装模块结构的部件竖向和横向都可以组装，大小也可以根据需要灵活掌握，植物光合作用介质也可以采用控根材料和辅以植物生长营养液等科技手段不断加以调整，以保证植物进行充分的光合作用为前提。

5、植物立体栽培技术和植物控根快速育苗材料的采用，为植物在空气置换环境修复装置设备里茁壮成长提供了保障，使太阳能光生物利用可以顺利进行。空气置换环境修复装置所载植物三维绿量用于测算每台设备固碳释氧、降温增湿、滞尘能力等生态效益，将植物叶面积绿量标准化、工业化，在工业化模式的柜（盘）结构和组装模块结构里设计绿量。本发明可以工程预制、组装灵活多样、安装简单、造价低廉，可以任意移动选择安装位置，维护简单，只需要将植物单元抽出即可，所需时间短，效率高，开拓了新的研究领域。植物三维绿量是指所有生长植物的茎叶所占据的空间体积。三维绿量通过对茎叶体积的计算,来揭示植物绿色三维体积(或者叶面积指数)与植物生态功能水平的相关性，进而来说明植物体本身、植物群落乃至城市的生态功能和环境效益。

6、可用作新一代生态城市道路绿化吸收汽车排出的尾气制氧，减少城市环境污染，还可以防治噪音污染，而且价格低廉。可以改变局部环境空气质量和环境温度，提高集中空调获取新风的质量，夏季降低新风温度，冬季提高新风温度，可节省空调新风能耗20%～40%左右，同时增加空调空气质量。空调技术与植物光合作用结合起来，利用二氧化碳作为资源，植物在光合作用下产生氧气，吸收空调废气中存在的大量二氧化碳及对人体有害气体，来改变室内空气质量，提高空气含氧量。由于空调能耗市场占建筑总能耗的30%，因此节能意义深远。

8、可以作为大规模可移动的自然生态植物环境，缓解城市热岛效应。利用运输设备大规模调度环境修复产品快速改变局部地区的环境质量。可以扩大太阳能风能的应用领域，通过小块的太阳能（风能）发电板连接成太阳能发电高速公路网带，充分利用高速公路太阳能（风能）充足的条件发电。

9、可以支持各种植物栽培方法，可以网络化管理的立体花园和菜园，为普通家庭提供蔬菜供应和改善室内环境，美化家居生活，开拓经济植物民用商业新空间，多学科的技术结合达到多重节能环保效果,该技术特征适合栽种经济作物如蔬菜、水果，为用户提供绿色经济作物，成为综合性家庭必备绿色设备，可以在大范围内提高植物栽培收益创造巨大的经济和社会环境效益。如植物出现枯萎、病虫、坏死情况，就不能完成光合作用的化学反应，可以将该植物光合作用模块取出更换，将替换下来的植物光合作用模块拿到植物保养中心复壮、施肥、除虫或其他有效的栽培技术处理。可以将各个单元拆下清洗，也可以采用透明材料制作以保障植物采光效果。

10、集中管理和控制***通过局域网可以网络化管理，中央控制的监控中心可以对预设环境参数如二氧化碳、PM2.5 /PM10等及时报警。与中央单元连接的控制器有有线或无线两种工作方式，选用无线方式时控制器和外部设备之间为无线通讯，不需要敷设导线。***中使用最先进的BACnet楼宇控制技术和能量收集技术，大大节省了本***现场施工强度，使***的管理和维护非常方便。空气置换环境修复装置多个或数量很大时可以通过集中控制***统一控制和管理，通过通讯网络技术24 小时网上监控，集中控制***可以与任何具有BACnet 通讯协议的第三方***接口数据共享。

 本发明的空气置换特点和设计原理如下：

空气置换环境修复***通过植物光和作用所实现的光能转换过程应用于二氧化碳和有害气体的吸收，氧气的释放，因此达到环保和能源利用相互结合。植物光合作用具有以下特点：

光合作用的公式总反应：CO₂ + H₂018 → （CH₂O） + O²18

注意：光合作用释放的氧气全部来自水，光合作用的产物不仅是糖类，还有氨基酸（无蛋白质）、脂肪，因此光合作用产物应当是有机物。

各步分反应：

H₂0→H+ O₂（水的光解）NADP+ + 2e- + H+ → NADPH（递氢）

ADP→ATP （递能）CO₂+C₅ 化合物→C₃ 化合物（二氧化碳的固定）

C₃ 化合物→（CH2O）+ C₅ 化合物（有机物的生成）

空气置换环境修复装置可以通过不同的规格尺寸与植物种类匹配，根据森林蓄积量法计算出二氧化碳的（减少量）固定量和释放氧气的量，根据光合作用方程式推算林木每生成1 克干物质需1.63 克二氧化碳，并释放出1.2 克氧气。每个单元设备的量化估算：

年均固碳量（吸收二氧化碳量） = 干物质年生长量 x 1.63

年均制氧量（释放氧气量） = 干物质年生长量 x 1.2

下一步的工作是在此基础上对每台设备的固碳量制氧量得到具体数据，从而可以估算出安装的空气置换环境修复装置达到的固碳量和制氧量，或者根据低碳减排的具体指标计算出所需安装的空气置换环境修复装置数量。

 本发明在提高室内空气质量和室内环境质量方面的有益效果：

空调空间的密封化，使室内设备、装修材料及人体散发的化合物、有机物、细菌、异味等随时间的累积、浓度增高；空调空间空气状态的强制变化，使各种污染源得以迅速扩散，造成了空中悬浮物质增多，已沉降的被飘扬，已悬浮的不易沉降。由于空调***的热湿处理及过滤作用，空气中有益于自然态的臭氧和负离子相应减少，负离子和臭氧所起到的杀菌、消毒、抑制分解和清新空气的作用也随之减少，空气中的含菌量相较之下增加。空调***的普通过滤装置只能吸纳空气中较大的尘埃，对众多的细菌、有机化合物并不起作用，大量尘菌随着回风循环，不断反复的污染室内空气。空调***设备本身存在较严重的内部尘菌污染，是各种微生物生长的温床，是有害物质的集散地和传播器。

本发明将使室内空气中出现的以上问题得到极大的改善。

 本发明在汽车尾气治理方面的有益效果：本发明可以成为新一代道路绿化设备，是汽车尾气污染源的第一道过滤网，将汽车排放出的污染空气置换为氧气，高效率的吸收有害气体，起到美化绿化公路和城市道路，又达到了环保的目的。可以通过对环境容量和污染容量的数据分析，设计出针对性的环境修复***，在大城市和空气污染严重的交通枢纽将会起到非常积极的环保效果，在一定程度上减少城市热岛效应。在繁忙的路段可以对植物单元进行定期更换使植物能够保持最佳空气置换状态。

本***可以对城市环境作出修复减少道路交通噪声和大气污染。空气置换环境修复装置可以快速增加植物叶面积和绿容量，利用植物的碳氧循环吸收由汽车排放的污染物质例如：碳氢化合物、一氧化碳、氮氢化合物、铅化物、颗粒物质等。本设备和***的采用可以使道路变成增加城市绿量的一道生态网，由于本发明采用了可以方便更换的工业化结构，维护工作可以象换灯泡一样快速进行，植物单元模块可以大规模制作和储备，环境数据可以动态实时传递到总控制中心，***可以自供电源，还可以提供部分夜间装修照明。

 本发明在高密度建筑群环境修复方面的有益效果：

本发明可以采用叶面积绿量通过对城市污染情况的历史数据分析，制定减碳数量和环境修复工程计划，根据减碳数量配置相应数量的设备，环境修复***可以通过车载和拖运形成大规模流动性设备，根据时间和客户需要对环境进行定时定量的局部修复。本发明不需要成片的土地就可以改善环境，环境修复***应用立体栽培植物高效率利用了空间，只使用零碎的城市土地就可以实现可比森林绿量环境效果。太阳能光生物利用是低碳节能和环保的相结合的最经济的环境修复方式；本发明切中城市环境问题的要害，解决了植物生长和城市土地资源匮乏的难题，将有污染的城市或者建筑物内的空气置换成氧气。本产品可以大规模集约化生产、管理维护简单、智能化集中管理、可再生能源自供电、立体栽培、环境数据可测可控。本***环境修复的能力与植物品种、叶面积大小、设备尺寸、地区太阳能量w/m²和生态环境有直接关系，因此将是系列化产品。植物单元模块体积小，运输方便，可选择不同植物，可以是速生植物或经济类植物，可以在温室大棚内大规模生产，保持植物正常的光合作用机理，因此可以迅速绿化局部地区或者街道，较之传统的土地上的绿化有很多明显的优势。

 本发明将植物设备化特点和有益效果：

1、立体栽培与机电设备结合开拓了环保减排新思维：

植物光合作用模块是植物进行光合作用的基本模块，因为健康茁壮的植物才可以正常进行光合作用的化学反应，因此对植物的保养成为经常性工作，植物光合作用模块的特性提供了以上功能实施上的方便，植物光合作用模块的灵活组合给古老的植物和最新的植物栽培技术赋予了新的生命，空气置换环境修复装置对植物选择灵活，因此具有既有植物光合作用又能吸收特定气体、多商业用途、可被大规模生产销售的优点。

2、植物设备多重利用成为可能：立体栽培等同于增加了1倍到几倍的可利用耕作土地资源（取决于设备的尺寸），同时改变了传统的植物栽培利用模式，不需要繁重的开挖土地，种植树木、果木、蔬菜的劳动，全部采用工业化大制作生产，只需要把在工厂里预制好的空气置换环境修复装置运送到现场组装，既可以实现计划的种植目的。空气置换环境修复装置具有巨大的社会有益效果，生产的越多，增加的土地越多。

 本发明采用高科技的环境修复新产品新概念:

***采用有线和无线两种控制和现场采集设备，***采用无线无源的能量收获元件和技术，现场无需敷设导线就可以通过通讯网络进行管理，大大提高环境修复的技术含量和可操作性。网络可以对环境修复的量和面进行集中控制和调度，对环保行业而言是个巨大进步。可以对环境修复的数据进行采集和监测，环境修复***可以有季节之分，利用自然地理位置上具有的太阳能量W/m²作为设计依据，综合考虑太阳能利用的整体方案。每个单元可以用运输工具调度到需要的地方使用，其灵活性对快速改变部分城区的环境将起到积极作用。

 本发明优于现有的以下几种环境修复技术。

与植物墙green wall or living wall技术比较，本***可以轻易组成绿墙，而且效率更高，整体安装速度更快，不需要使用城市电源，视觉和空气可以通过组装模块结构间的空隙穿透，可以是绿墙也可以是镂空的绿色过滤器网，而且镂空的形状可以更加艺术化的满足城市市容或者建筑风格的需要，组装模块结构的6通或者8通部件在外形和颜色上可根据需要做适配设计。本***植物单元与部件接口直接对接，因此易于取出和更换植物。

与屋顶绿化技术比较，本***省去在屋顶做结构加固、土木工程和防水处理的工作，整体重量较原有屋顶绿化相比可以忽略不计，屋顶绿化采用平面方式，本***采用立体方式所获的环境绿量与远远超过屋顶绿化，在管理上采用了无源无线技术，因此在施工速度、绿量容积和管理水平上都远远优于现有屋顶绿化的技术。

与城市绿化或森林比较，本***可以充分利用城市零散土地和街道实现绿量增长目标，而不需要考虑土壤条件和树木成活的问题，省时快速修复环境，立体栽培的绿量可以根据植物叶面积设计，等效于城市森林，但是更为快捷使用极少的土地达到最佳的环境绿化。

与温室大棚技术比较，本发明体积小，位置可以随环境需要任意移动本发明由于采用植物模块结构，植物设备更换可以像更换灯泡一样方便。 

与制氧机技术比较，本发明是以一种生态的方式修复空气中的氧气含量，采用碳氧循环，太阳光生物利用,无需消耗电能，可大大增加空气中的氧含量。

与现有所有空调节能技术比较，本发明的空气置换环境修复装置可以组成室内或者室外立体植物空透结构的绿墙作空气过滤网，光和空气可以穿透的多变化立体绿网，类似于空调机组的空气过滤网的效果，具有降温增湿效益、吸收二氧化碳、释放氧气的效益、滞尘效益、吸收有毒气体的效益、绿量的减菌效益，达到修复环境的综合效果。

与现有再生能源利用技术比较：本发明在三个方面利用了太阳能，是新一代太阳能综合利用产品。太阳能光热利用水加热、太阳能光生物利用植物光合作用、太阳能光电转换太阳光伏电池板，充分利用城市的太阳能资源。本发明的设备自带太阳能和风能发电能力，因此不需要市政电网供电，多余电能可以存储在蓄电池或蓄电池组，用于照明或其他用电。

本发明适用于空调***节能、建筑节能、二氧化碳利用、有害气体利用、公路汽车尾气治理、太阳能风能普及应用、城市绿化、家庭立体环境修复等多用途商业及民用的室内、外大型环境修复工程，并可以组成大型城市环境修复***使用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明空气置换工作原理图。

图2是本发明空气置换室内工作原理图。

图3是空气置换环境修复装置的组装模块结构示意图。

图4是空气置换环境修复装置的安装方式示意图。

图5是立体中空部件a的结构示意图。

图6是立体中空部件b的结构示意图。

图7是立体中空部件c的结构示意图。

图8是立体中空部件d的结构示意图。

图9是上下立体中空部件e采用对接中空部件a连接的示意图。

图10是上下立体中空部件e采用缩口连接的示意图。

图11是立体中空部件相互连接的示意图。

图12是水雾单元的结构示意图。

图13是水培灌溉管网A的植物灌溉方式示意图。

图14是水雾培灌溉管网B的植物灌溉方式示意图。

图15是空气置换环境修复***中央单元的结构示意图。

图16是空气置换环境修复***采用有线连接的示意图。

图17是空气置换环境修复***采用无线连接的示意图。

图18是***局域网布设示意图。

附图标记：1-太阳、2-太阳光热能、3-太阳光生物能、4-太阳光电能、5-风能、6-二氧化碳、7-汽车尾气和对人体有害气体、8-PM2.5/PM10和噪音、9-氧气、10-能量循环、11-空气置换、12-城市道路、13-建筑物、14-空调机组、15-空调机送风、16-空调机新风、17-空调机排风、18-空气置换环境修复装置、19-植物光合作用模块单元、20-智能单元、21-能源存储单元、22-水雾单元、23-照明单元、24-组装模块结构、25-中央单元、26-植物、27-植物光合作用介质、28-定植杯、29-现场控制器、30-控制***接入设备、31-Input/Output外部设备、32-能量收集元件、33-太阳能电池板、34-风能发电设备、35-蓄电池和蓄电池组、36-交直流转换器、37-水泵、38-水阀、39-供水主管A、40-灌溉支管、41-回水主管、42-水箱、43-过滤器、44-水雾发生器、45-太阳能热水器、46-灯、47-灯架、48-加热器、49-基座、50-顶托、51-微喷头、52-轮子、53-立体中空部件a、54-立体中空部件b、55-立体中空部件c、56-定植孔、57-对接中空部件a、58-对接中空部件b、59-侧接口、60-上下接口、61-竖管、62-横管、63-立体中空部件d、64-通气孔、65-储水层、66-备用水箱、67-立体中空部件e、68-***局域网、69-运输设备、70-通讯网络接入设备、71-IP/Ethernet、72-Dasy-Chain、73-无线网、74-通讯网络、75- BACnet楼宇自控***、76-温度传感器T、77-湿度传感器H、78-二氧化碳浓度传感器CO2、79-接线盒、80-供水主管B。

具体实施方式

实施例参见图1所示，太阳1发出的能量和来自城市/道路12、建筑物13和空调机组14排出的空调废气排风17、二氧化碳6、汽车尾气和对人体有害气体7、PM2.5/PM10和噪音8、氧气9共同作用于空气置换环境修复装置18，进行能量存储10、空气置换11。通过空气置换环境修复装置18太阳能的3种能量方式均被开发利用：

1.太阳光电能4，空气置换环境修复装置18利用太阳能电池板33吸收太阳能后转换成电能，经由交直流转换器36存贮在蓄电池或蓄电池组35里，供给空气置换环境修复装置18的电负荷。

2.太阳光生物能3，植物26吸收太阳光生物能3和二氧化碳6、汽车尾气和对人体有害气体7经过植物的光生物化学反应转换成氧气4，完成太阳光能量到生物能量的转换和空气置换11；产生出来的氧气9使大气环境中的氧气9增加，因此空调机新风16的含氧量提高，空调机送风15的空气质量也同时提高。夏季植物26本身的吸热作用使室外新风温度降低，冬季阻挡冷空气使室外新风温度提高，降低了空调机组14新风经过处理的能耗。空调机排风17排出污浊气体与室外大气混合，进行下一个太阳光能量到生物能量的转换和空气置换11,空气置换环境修复装置18以此方式周而复始的工作。空气置换环境修复装置18还具有生态综合修复的效果，植物枝叶的滞尘效益对降低PM2.5/PM10和噪音8有益，空气置换环境修复装置18提高了局部环境的绿容量，植物通过蒸腾作用释放水，降低环境温度，因此可以缓解城市热岛效应。

空气置换环境修复装置18放置于室内时具有碳氧循环综合修复室内生态环境的效果，植物枝叶不仅提高室内环境绿容量而且直接提高室内空气中氧气的含量，减少二氧化碳和多种有害气体在空气中的成分，使由于现代工业化革命后人类生活与自然植物的分离得到改善，本发明的组装模块结构可以启动室内植物绿色装修艺术创作的无限空间。尤其是当前北京上海等大城市空气污染严重影响人们身体健康的情况下，使人们能够在室内呼吸到新鲜，经过植物净化了空气具有非常重要的现实意义。

3.太阳光热能2利用，通过太阳能热水器45，加热水雾单元22的水温。

空气置换环境修复装置18的能量存储包括太阳能和风能，采用哪种能量存储方式，可以根据使用地点可再生能源资源情况灵活掌握。空气置换的力度取决于空气置换环境修复装置18选用植物的物种和单元总体叶面积绿量的容积，可以根据叶面积回归方程进行量化的环境修复工程设计。

所述植物光合作用模块单元水雾培灌溉管网B19水雾培灌溉管网B中的定植杯28介于植物26与定植物孔56之间，使植物根部与植物营养液保持接触,在植物定植前为保护植物根部快速适应新的环境所用的营养液或者保护膜；

植物介质培时植物光合作用介质27是采用现有的植物培养基材料和控根技术，具有吸水、渗透、保湿功能，可供植物根部附着生长。定植杯28是装载植物光合作用介质27的载体，外形与外壳适配根据需要设计。

参见图2所示，室内碳氧置换过程是由室外新风带入室内的二氧化碳6+汽车尾气和对人体有害气体7+PM2.5/PM10和噪音8的高污染低氧空气成分，在空调送风口穿透组装模块结构24后转换成高氧气9、低二氧化碳6的空气成分供给室内；在空调回风口植物蒸腾释水与吸热给环境降温增湿，吸碳制氧后进入空调回风与新风的混合风段，减少空调处理所需能耗，提高空调送风15空气质量。现场控制器设备可以由BACnet楼宇自控***75供应商提供，现场控制器与BACnet楼宇自控***75信息共享，利用BACnet楼宇自控***75根据空气置换环境修复装置18提出的工艺要求进行控制程序编程。

参见图3、图4所示，所述空气置换环境修复装置，包括植物光合作用模块单元、用于植物灌溉的水雾单元、用于控制和监测装置运行的智能单元、能源存储单元、照明单元，以及用于装载各单元的支撑体；

植物光合作用模块单元19由定植杯28，以及植入的植物光合作用介质27和植物26组成；定植杯28可由各种带孔材料制成，植物26放入定植杯28后由介质27固定后整体放入定植孔中。

水雾单元22包括水箱42和与之连接的灌溉管网；

智能单元20包括现场控制器29和与之连接的Input/Output外部设备31；

支撑体是至少由立体中空部件、竖管、顶托和基座构成的组装模块结构，立体中空部件上下有用于相互对接的上下接口。组装模块结构2由一个个立体中空部件组装后形成了一个贯穿组装模块结构24的中空立柱，这个中空立柱作为整个设备的水电竖井使用，可以用于安装竖管61、供水主管、灌溉支管40。上下立体中空部件内部设置用于敷设电源线和信号线的竖管，竖管61防水密封，如果需要中间也可以有接头。竖管上下两端穿出立体中空部件后分别与基座和顶托上的接线盒连接，基座的底面有轮子，轮子52可以根据需要安装或者不安装；立体中空部件侧壁至少有一个用于安装植物光合作用模块的侧接口。

能源存储单元21由蓄电池和蓄电池组35、交直流转换器36、风能发电设备34和太阳能电池板33组成；太阳能电池板33安装于支撑体朝阳面或顶面，风能发电设备34安装于支撑体的顶托上，蓄电池和蓄电池组35、交直流转换器36安装于支撑体基座，风能发电设备34和太阳能电池板33经交直流转换器36与蓄电池和蓄电池组35连接。太阳能电池板和蓄电池和蓄电池组的电能存储量可以参照当地太阳日照数据设计。

照明单元23由灯46、灯架47和加热器48构成，灯46和加热器48的电源线与外接电源或蓄电池和蓄电池组35连接。

参见图5～10所示，立体中空部件可以有以下几种典型结构：

参见图5、立体中空部件a53外形为圆筒形，其上下有上下接口60，侧壁前后左右均有两个分叉，每个分叉内设有储水层65，共有8个分叉。侧接口59高于储水层65的部位根据需要可设有通气孔64。

参见图6所示，所述立体中空部件b54外形为圆筒形，其上下有上下接口60，左右两侧壁各有2个侧接口59，对接中空部件b58内设有储水层65，对接中空部件b58高于储水层65的部位根据需要可设有通气孔64。

参见图7所示，所述立体中空部件c55外形为圆筒形，其上下有上下接口60，侧壁前后左右各有1个侧接口59，每个分叉内设有储水层65，共有 4个侧接口。侧接口59高于储水层65的部位根据需要可设有通气孔64。

参见图8所示，立体中空部件d63的外形为圆筒形，其上下有上下接口60，左右两侧各有两个分叉，共有四个分叉，每个分叉内设有储水层65，分叉上可以任意开定植孔56。侧接口59高于储水层65的部位根据需要可设有通气孔64。

参见图9所示，立体中空部件e 67外形为圆筒形,其上下有上下接口60，侧壁有4个开口错落分布的侧接口59。上下两立体中空部件e67之间由对接中空部件a 57密封连接，对接中空部件a 57中间虚线表示凸棱，该凸棱将上、下立体中空部件刚好卡在对接中空部件a 57内部。

参见图10所示，上下立体中空部件之间也可以通过缩口、卡口、螺丝口的上下配合连接。上位的立体中空部件e67下口径小于下位的立体中空部件e67的上口，对接时上位的立体中空部件e67的下口刚好卡在下位的立体中空部件e67的上口。其他立体中空部件同理。

参见图11所示，左右立体中空部件b54之间可由横管62相互连接。立体中空部件b54的侧接口59可与对接中空部件b58连接。

参见图12所示，灌溉管网有水培灌溉管网A和水雾培灌溉管网B两种。

水培灌溉管网A包括供水主管A39、回水主管41、灌溉支管40、连接在回水主管上的过滤器43，以及连接在供水主管A上的水泵37和水阀38，灌溉支管连接于供水主管A和回水主管之间并通入支撑体的立体中空部件内部，灌溉支管40上分布有滴灌孔；

水雾培灌溉管网B包括供水主管B80、回水主管41、连接在回水主管上的过滤器43，以及连接在供水主管B上的水雾发生器44和微喷头51，供水主管B通入支撑体的立体中空部件内部。

植物供水安全是保障植物进行正常碳氧呼吸的关键条件，备用水箱66设置于空气置换环境修复装置18的顶托内，可以在特殊情况下利用重力作用下自动供给植物26水源。备用水箱66通过环形设置的滴灌支管向下滴水，其环形的形状与下部的中空部件环形保持一致，使水能够到达植物根部。

水培灌溉管网A或水雾培灌溉管网B市场上有多种产品可供选择，只要能够满足植物栽培需要均可使用。

参见图13所示，水培灌溉管网A的水、营养液先经供水主管A39后经灌溉支管40滴入，由于立体中空部件d 63分叉内设有储水层65，因此形成局部的储水供给植物26根部营养液和水份。让植物26的根系直接地浸泡于营养液中，让根系以最直接的方法最快速地摄取植株生长所需的各种矿质元素，营养液环境均匀而一致，根系也不会像介质土壤栽培那样存在生长的阻力，也不会像土壤栽培中出现的土壤固定与微生物的分解与影响，在这样的环境下，根系具有最直接地吸收水份与矿质营养的路径，而且根与营养液的接触表面积也得以最大化，不管主动吸收或被动吸收都比介质或土培栽培摄吸更多的水份与营养。植物26放入定植杯28后***定植孔56中，植物26的根部与定植杯28之间的空隙可以放置介质固定植物，植物26根部水培时浸入水中，介质培时扎根于植物光合作用介质27中。

参见图14所示，水雾培灌溉管网B的微喷头51喷洒雾化的营养液和水份供给植物26根域，植物26根域在得到充足养分的同时，根系伸展自由、氧气摄取直接方便而富足、水份吸收快速便捷而均匀，矿质营养搭配弥雾供给，为植物的根域环境创造了最利吸收与代谢生长的环境空间，这是其他任何一种栽培模式所不能比拟的。去掉供水主管B，立体中空部件内部也是水雾发生器44输出水雾时水雾上升的主通道，然后雾气散向各个定植孔。

参见图15所示，空气置换环境修复***包括至少一个空气置换环境修复装置18，还包括与各空气置换环境修复装置18连接的中央单元25。中央单元25经过控制***接入设备以IP/Ethernet71、Dasy-Chain72、无线网73的三种通讯方式与下端有线或无线现场控制器29连接。中央单元25还包括通讯网络74、通讯网络接入终端设备70和***局域网68。中央单元25可以通过Internet或专线与另外一个空气置换环境修复***的中央单元25连接实现信息共享。图中示意了有线或无线现场控制器29在有线和无线情况下的连接方式，其中实线为有线方式IP/Ethernet71、Dasy-Chain72，虚线为无线方式无线网73。由于控制器有不同的通讯方式，现场控制器29当***为有线时代表有线控制器，当***为无线时代表无线控制器。

参见图16所示，上一级中央单元25通过控制***接入设备连接下一级有线现场控制器，有线现场控制器通过导线连接Input/Output外部设备。控制器Input/Output外部设备包括所有有线模拟和数字量输入输出入设备，例如温度、湿度、二氧化碳、阀门执行器、各类报警等，此处省略设备清单。 

参见图17所示，上一级中央单元25通过控制***接入设备连接下一级无线双向现场控制器，无线双向现场控制器通过无线信号接收和控制Input/Output外部设备，不需要导线。

参见图18所示，安装在室外城市道路12和建筑物13周边的空气置换环境修复装置18组成空气置换环境修复***，空气置换环境修复装置18可以根据需要增加修复强度，比如变单排为双排的措施。空气置换环境修复装置18可以由运输设备69运抵现场，快速改变环境绿容量，实现碳氧循环的功能。通过***局域网68实现城市间空气置换环境修复***中央单元25的信息共享和统一调度管理。每个局域网的空气置换环境修复装置18数量不等，碳氧循环力度根据各地的情况可以不同。

Claims (9)

1.一种空气置换环境修复装置，其特征在于：包括植物光合作用模块单元（19）、用于植物灌溉的水雾单元（22）、用于控制和监测装置运行的智能单元（20），以及用于装载各单元的支撑体；

所述植物光合作用模块单元（19）由定植杯（28），以及定植杯（28）中的植物光合作用介质（27）和植物（26）组成；

所述水雾单元（22）包括水箱（42）和与之连接的灌溉管网；

所述智能单元（20）包括现场控制器（29）和与之连接的Input/Output 外部设备（31）；

所述支撑体是至少由立体中空部件、竖管（61）、接线盒（79）、顶托（50）和基座（49）构成的组装模块结构（24），立体中空部件上下有用于相互对接的上下接口（60），立体中空部件内部设置用于敷设电源线和信号线的竖管（61），竖管上下两端穿出立体中空部件后分别与基座（49）和顶托（50）上的接线盒（79）连接，基座（49）的底面有轮子（52）；立体中空部件侧壁至少有一个用于安装植物光合作用模块（19）的侧接口（59），侧接口（59）底部有储水层（65），储水层（65）和定植杯（28）之间为空气层；

所述灌溉管网有水培灌溉管网A 和水雾培灌溉管网B 两种；

水培灌溉管网A 至少包括供水主管A（39）、回水主管（43）、灌溉支管（40）、连接在回水主管上的过滤器（43），以及连接在供水主管A 上的太阳能热水器（45）、水泵（37）和水阀（38），灌溉支管（40）连接于供水主管A（39）和回水主管（43）之间并通入支撑体的立体中空部件内部，灌溉支管（40）上分布有滴灌孔；

水雾培灌溉管网B 至少包括供水主管B（80）、回水主管（43）、连接在回水主管上的过滤器（43），以及连接在供水主管B（80）上的水雾发生器（44）和微喷头（51），供水主管B（80）通入支撑体的立体中空部件内部。

2.根据权利要求1 所述的空气置换环境修复装置，其特征在于：所述空气置换环境修复装置（18）还包括能源存储单元（21），能源存储单元（21）由蓄电池和蓄电池组（35）、交直流转换器（36）、风能发电设备（34）和太阳能电池板（33）组成；太阳能电池板（33）安装于支撑体朝阳面或顶面，风能发电设备（34）安装于支撑体顶托上，蓄电池和蓄电池组（35）、交直流转换器（36）安装于支撑体基座，风能发电设备（34）和太阳能电池板（33）经交直流转换器（36）与蓄电池和蓄电池组（35）连接。

3.根据权利要求1 所述的空气置换环境修复装置，其特征在于：所述现场控制器（29）包括有线现场控制器和无线双向现场控制器，Input/Output 外部设备（31）由能量收集元件（32）经无线网与无线双向现场控制器连接，并经导线与有线现场控制器连接，现场控制器（29）与BACnet 楼宇自控***联网。

4.根据权利要求1 所述的空气置换环境修复装置，其特征在于：所述支撑体的顶托（50）内设有用于供给植物营养液的备用水箱（66）。

5.根据权利要求1 所述的空气置换环境修复装置，其特征在于：所述空气置换环境修复装置（18）还包括照明单元（23）；照明单元（23）由灯（46）、灯架（47）和加热器（48）构成，灯（46）和加热器（48）的电源线与外接电源或蓄电池和蓄电池组（35）连接。

6.根据权利要求1 所述的空气置换环境修复装置，其特征在于：所述立体中空部件的侧接口（59）向外分叉延伸或与对接中空部件b（58）连接；

侧接口（59）向外分叉延伸时，分叉延伸部分开有定植孔（56），植物光合作用模块单元（19）放置其中，定植杯（28）介于植物（26）与定植孔（56）之间，灌溉支管（40）延伸至分叉延伸部分内部，分叉延伸部分底部有储水层（65），侧接口（59）高于储水层（65）的部位开有通气孔（64）；

侧接口（59）与对接中空部件b（58）连接时，对接中空部件b（58）上开有用于放置植物光合作用模块单元（19）的定植孔（56），定植杯（28）介于定植孔（56）与植物光合作用介质（27）之间，灌溉支管（40）设置于对接中空部件b（58）内部，对接中空部件b（58）底部有储水层（65），对接中空部件b（58）高于储水层（65）的部位开有通气孔（64）。

7.根据权利要求1 所述的空气置换环境修复装置，其特征在于：所述立体中空部件由上下接口（60）的上下配合连接，上下接口（60）为缩口、卡口或螺丝口，或者立体中空部件由对接中空部件a（57）密封连接，对接中空部件a（57）内壁中部有一圈与立体中空部件卡接的凸棱，立体中空部件卡入对接中空部件a（57）内部；

所述立体中空部件单独设置或左右由横管（62）相互连接。

8.一种采用权利要求1 ～ 7 任意一项所述空气置换环境修复装置的空气置换环境修复***，包括至少一个空气置换环境修复装置（18），其特征在于：还包括与各空气置换环境修复装置（18）连接的中央单元（25）；

所述中央单元（25）包括BACnet 楼宇自控***（75）、通讯线路和控制***接入设备（30）；智能单元（20）中的现场控制器（29）经通讯线路与控制***接入设备（30）连接，通讯线路有Daisy-Chain（72）、无线网（73）和IP/Ethernet（71）三种，控制***接入设备（30）再与BACnet 楼宇自控***（75）连接。

9.根据权利要求8 所述的空气置换环境修复***，其特征在于：所述中央单元（25）还包括通讯网络（74）、通讯网络接入终端设备（70）和***局域网（68）；通讯网络为Internet或专线，中央单元（25）的BACnet 楼宇自控***（75）由通讯网络（74）与另一中央单元（25）的连接，或者经通讯网络接入终端设备（70）与第三方设备实现信息共享；位于不同城市的中央单元（25）之间由***局域网（68）保持信息共享和统一调度管理。

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