活動房及方艙利用太陽能的自適應節能結構的製作方法

2023-04-22 22:11:16 2

專利名稱：活動房及方艙利用太陽能的自適應節能結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種活動房、方艙的節能結構，尤其是能在冬季利用太 陽能量對活動房、方艙內部進行加熱升溫、在夏季將太陽能量擋在活動房、 方艙外以降低室內溫度的活動房及方艙利用太陽能的自適應節能結構。
背景技術：
採用輕質保溫材料作為圍護結構的活動房和方艙等，具有輕質耐用、搭 建迅速、移動方便等特點，可以供人居住，也可以將某些試驗儀器、測量儀 器、科學設備等置於其中，進行間斷或不間斷的試驗、測量等。太陽能量對 上述活動房、方艙的溫度具有很大的影響其表現為冬天溫度低、夏天溫度 高；而人類適宜居住的溫度範圍是比較窄的，試驗儀器、測量儀器、科學設備等都有一個使用溫度範圍的限制，故在冬天很大部分地區都要耗費能源對 活動房、方艙內空氣進行加熱升溫，在夏天又要耗費能源對活動房、方艙內 空氣進行降溫，耗費了太多的煤炭、石油、天然氣、電能或木材等能源，而 上述能源大部分都是不可再生的，現在地球上的上述能源己經面臨缺少、甚 至枯竭的窘境，可供開採和使用的數量越來越少。同時，大量開採、使用上 述能源已經對地球造成了很大的汙染，使地球的年平均氣溫逐漸升高，對地 球環境、人類、生物等都造成了災難性的後果。鑑於上述能源儲藏數量的有限性、使用上述能源的日益匱乏將對地球環 境、人類、生物等造成的災難性後果，人們己經認識到要採用太陽能量來代 替煤炭、石油、天然氣、電能或木材等能源。在活動房、方艙或構築物領域， 主要途徑之一就是要有效利用太陽能量，在冬季利用其對活動房、方艙內部 進行加熱升溫、在夏季將太陽能量擋在活動房、方艙外防止室內溫度太高， 使在冬季少用或不用空調等加熱升溫、在夏季少用或不用空調等降溫，以節省能源、保護環境。如名稱為"儲能空調房屋"、專利號為ZL200710063482.5 的中國發明專利所公開的技術方案，在房屋地下室設置真空儲能箱、循環泵、 壓縮機等裝備，在室外的土層中設置冷凝器和沙石，使夏季的熱能和冬季的 冷氣存儲中轉，夏季向房屋內送冷水降溫、冬季向房屋內送熱水升溫；該種 結構能部分利用太陽能，利用真空儲能箱、循環泵、壓縮機等將熱能儲備， 但該種結構本身需要耗費較多的電能，需要的製冷物質本身對大氣層的臭氧 具有較大的破壞作用，故該種結構的應用將受到很大的限制，其儲能效果也 不理想。發明內容本實用新型針對現有技術的上述不足，提供一種熱交換效率高、在冬季 利用太陽能量對活動房、方艙內部進行加熱升溫、在夏季將太陽能量擋在活 動房、方艙外以降低室內溫度的活動房及方艙利用太陽能的自適應節能結構。本實用新型的技術方案活動房及方艙利用太陽能的自適應節能結構， 包括活動房、方艙圍護結構、室內空間，其特徵在於在活動房、方艙圍護 結構或其保溫層外側面，設置外層蒙皮，圍護結構與外層蒙皮之間留有間隙，形成密閉空腔；在活動房、方艙圍護結構上或外層蒙皮上，設置抽(換)風 裝置，以使空腔內的空氣流動；在外層蒙皮上設置有能夠開閉的牆板進風口 和牆板出風口；在活動房、方艙圍護結構上設置有能夠開閉的牆體進風口和 牆體出風口；更進一步的特徵是在活動房、方艙圍護結構保溫層外側面與外層蒙皮 之間設置隔斷板，隔斷板將空腔內的空間隔離成氣體空氣通道以增加空氣流 通距離。本實用新型的活動房及方艙利用太陽能的自適應節能結構，相對於現有 技術，具有如下特點1、 熱交換效率高；充分利用太陽能量和空氣的吸熱、散熱作用，高效利 用太陽能量；2、 在冬季利用太陽能量對活動房、方艙內部進行加熱升溫、在夏季將太 陽能量擋在活動房、方艙外，能夠使活動房、方艙內部的溫度在冬季遠遠高 於室外溫度、在夏季遠遠低於室外溫度，使人居住舒適，或使試驗儀器、測 量儀器、科學設備等在合適的溫度範圍內工作。3、 消耗很小的電能就能達到使用空調的調溫效果，節能效果非常明顯； 對環境的保護作用很明顯。


以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明 圖1是本實用新型結構示意圖；圖2是本實用新型隔板(件9)形成的氣體通道(件IO)結構圖；圖3是本實用新型第一種使用狀態示意圖； 圖4是本實用新型第二種使用狀態示意圖； 圖5是本實用新型第三種使用狀態示意圖； 圖6是本實用新型的圍護結構(件l)的另一種結構簡圖。
具體實施方式
如圖1、 2、 3、 4中，1—圍護結構，2—外層蒙皮，3—空腔，4—換風 裝置，5—進風口， 6—出風口， 7—牆體進風口， 8—牆體出風口， 9一隔斷板， 10—氣體通道，11—室內空間，15—透明塑料板，16—儲熱材料層；本實用新型的活動房及方艙利用太陽能的自適應節能結構，包括活動房、 方艙的圍護結構1，室內空間11;在活動房、方艙的圍護結構1外面或圍護 結構1的保溫層外面，設置外層蒙皮2，活動房、方艙圍護結構1與外層牆板 外層蒙皮2之間留有間隙，形成密閉的或相對封閉的空腔3。活動房、方艙圍 護結構1是普通的活動房、方艙的圍護結構，指其牆壁、屋頂、地板、門窗 等，也可以是建築材料製作的外牆，包括方艙、活動房、房屋等的外牆，在 圍護結構1內形成室內空間11;外層蒙皮2最好是金屬板，以使其具有良好 的吸收太陽能量的作用和高導熱係數，從成本、安裝等角度考慮，最好是鐵 板(或鐵皮)、鋼板或鋁板等；在活動房、方艙圍護結構1設置外層蒙皮2時， 可以避開活動房、方艙圍護結構1原有的窗戶、門、透氣孔、採光孔等，外 層蒙皮2也可以設置在活動房、方艙圍護結構1的全部外表面或部分表面上； 在活動房、方艙圍護結構1上或外層蒙皮2上或空腔3內，設置換風裝置4， 以抽動空腔3內的空氣，使空腔3內的空氣流動。換風裝置4是排風、送風 裝置，如電扇、排風扇等，由電或太陽能帶動其轉動，其轉動時對空腔3內。在外層蒙皮2上設置有能夠開閉的進風口 5和出風口 6，進風口 5和出風 口 6能根據需要打開或關閉，採用自動或手動打開和關閉的方式均可；進風 口 5作為外部空氣進入空腔3的進口，出風口 6作為空腔3或活動房、方艙 圍護結構1內的空氣的排出口；在活動房、方艙圍護結構1上設置有能夠開 閉的牆體進風口 7和牆體出風口 8，牆體進風口 7作為空腔3內的空氣進入活 動房、方艙室內空間11的進口，牆體出風口 8作為室內空間11的空氣排出 外部的出口。啟動換風裝置4，在換風裝置4的抽動作用下，外部的空氣從進 風口5進入，在空腔3內流動，從牆體進風口 7進入室內空間11內或經出風 口 6排出。為了使空腔3內的空氣與外層蒙皮2進行充分的熱交換，在空腔3內設 置一塊或一塊以上的多塊隔斷板9，隔斷板9設置在活動房、方艙圍護結構l 與外層蒙皮2之間，將空腔3內的空間隔離成迴轉式的氣體通道IO，氣體在 氣體通道10內流動，使氣體在空腔3內的流動路程延長，氣體與外層蒙皮2 進行充分的熱交換，達到良好的熱交換效果。如圖3所示的本實用新型第一種使用狀態下，是在冬天或自然環境溫度 空氣溫度較低，但有強烈太陽光照射，空腔3溫度明顯高於室內溫度；此時， 開啟外層蒙皮上的進風口 5、牆體進風口 7和換風裝置4，關閉出風口6，啟 動換風裝置4向室內11送風，外部的空氣從外層蒙皮的進風口 5進入空腔3 內，在氣體通道10內流動，從牆體進風口 7進入室內空間11內。由於外層 蒙皮2能吸收太陽能量，空腔3與氣體通道10內流動的空氣進行較長時間的 熱交換，能加熱空氣，使從牆體進風口7進入室內空間11的氣體溫度顯著升高，加熱活動房、方艙圍護結構1及其室內空間11的空氣，起到了在冬季利 用太陽能力升高活動房、方艙圍護結構1及室內空間11內空氣溫度的作用。 如圖4所示的本實用新型第二種使用狀態下，自然環境溫度很低，但有強烈太陽光照射的情況下，只需要循環室內空間11的氣體；關閉進風口 5、 出風口 6，打開牆體進風口 7、牆體出風口 8，啟動換風裝置4向室內11送風， 使室內空間11內的空氣通過牆體進風口 7與牆體出風口 8，在空腔3內循環， 達到提高室內空氣溫度目的。如圖5所示的本實用新型第三種使用狀態下，是在溫度較高的夏季，需 要將太陽光的能量遮擋，減少熱量進入活動房、方艙圍護結構1及室內空間 11。此時，打開進風口5和出風口6，關閉牆體進風口 7、牆體出風口 8，啟 動抽風裝置4向外部排風，外部的空氣從進風口 5進入空腔3內，在氣體通 道10內流動，最後從出風口6排出。由於外層蒙皮2遮擋了太陽光並吸收太 陽能量，使太陽光不能直接照射到活動房、方艙圍護結構1上，就能使活動 房、方艙圍護結構1的溫度不容易升高；同時，外層蒙皮2與氣體通道10內 流動的空氣進行較長時間充分的熱交換，氣體通道10內流動的空氣能將外外 層蒙皮2吸收的熱量帶走，大幅度減少熱量進入室內，使活動房、方艙室內 空間ll保持較低的溫度，起到了在夏季防止太陽能量升高活動房、方艙圍護 結構1及室內空間11內溫度的作用。如圖6所示，為了增強吸熱或隔熱效果，可以在外層蒙皮2外側全部或 部分設置透明塑料板15或透明塑料膜的方式，可以大幅度增強外層蒙皮在寒 冷環境下對太陽光的集熱效果。塑料膜或塑料板可以是可拆裝或遮擋的，以 避免夏季過熱。同時，可以在活動房、方艙圍護結構1或圍護結構1內側面或外側面上， 設置儲熱材料層16,使其具有良好的保溫儲能效果；或者活動房、方艙圍護 結構1或圍護結構採用含有相變材料的建築材料。具體可參見名稱為"含有 相變材料的輕質節能複合板"、專利號為ZL200620111290.8的中國實用新型專 利所公開的技術內容。在上述幾種使用狀態下，都是啟動抽風裝置4而消耗有限的電能，而抽 風裝置4的功率通常都比較小，其消耗的電能都是較小的，真正達到了消耗 很小的電能就能在冬季升高活動房、方艙圍護結構1或其圍護結構及室內空 間11內空氣溫度、在夏季防止太陽能量升高活動房、方艙圍護結構1或其圍 護結構及室內空間11內溫度的作用，具有良好的節能效果。
權利要求1、活動房及方艙利用太陽能的自適應節能結構，包括圍護結構(1)、室內空間(11)，其特徵在於在圍護結構(1)或圍護結構(1)的保溫層外面，設置外層蒙皮(2)，圍護結構(1)與外層蒙皮(2)之間留有間隙，形成密閉空腔(3)；在圍護結構(1)上或外層蒙皮(2)上，設置抽風裝置(4)，以使空腔(3)內的空氣流動；在外層蒙皮(2)上設置有能夠開閉的進風口(5)和出風口(6)；在圍護結構(1)上設置有能夠開閉的牆體進風口(7)和牆體出風口(8)。
2、 根據權利要求1所述的活動房及方艙利用太陽能的自適應節能結構，其特徵在於在圍護結構(1)與外層蒙皮(2)之間設置隔斷板(9)，隔斷板(9)將空腔(3)內的空間隔離成氣體通道(10)。
3、 根據權利要求1或2所述的活動房及方艙利用太陽能的自適應節能結 構，其特徵在於外層蒙皮(2)設置在圍護結構(1)或圍護結構(1)的保 溫層的全部外表面或部分表面上。
4、 根據權利要求1或2所述的活動房及方艙利用太陽能的自適應節能結 構，其特徵在於所述的外層蒙皮(2)是金屬板；在外層蒙皮(2)上全部 或部分設置透明塑料板(15)。
5、 根據權利要求4所述的活動房及方艙利用太陽能的自適應節能結構， 其特徵在於所述的外層蒙皮(2)是鐵板；在活動房、方艙圍護結構(1)的內側面上，設置儲熱材料層(16)。
專利摘要本實用新型公開了活動房及方艙利用太陽能的自適應節能結構，包括圍護結構、室內空間，在圍護結構或其保溫層的外側面，設置外層蒙皮，圍護結構與外層蒙皮之間留有間隙，形成密閉空腔；在圍護結構上或外層蒙皮上，設置換風裝置；在外層蒙皮上和圍護結構上設置有能夠開閉的牆板進風口和牆板出風口。本實用新型的節能結構，熱交換效率高；充分利用太陽能和空氣的吸熱、散熱作用，在冬季利用太陽能對其內部進行加熱升溫、在夏季將太陽能擋在外面，能夠使內部的溫度在冬季高於室外溫度、在夏季遠低於室外溫度，使人居住舒適，或使試驗儀器、科學設備等在合適的溫度範圍內工作。
文檔編號E04B1/74GK201165711SQ20072018855
公開日2008年12月17日 申請日期2007年12月18日 優先權日2007年12月18日
發明者莊春龍, 李勝波, 沈小東, 鄧安仲 申請人:鄧安仲