章子祎 程濤

武昌實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二五班 湖北武昌 430014

從上個(gè)世紀(jì)開(kāi)始，我國(guó)冬季采暖設(shè)施基本采用在建筑物內(nèi)分散安裝暖氣片整體散熱，鍋爐集中供熱的方式，達(dá)到供暖的效果，但一直存在散熱效果持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)，對(duì)能源利用率偏低，且燃燒化石燃料加重空氣污染的社會(huì)問(wèn)題[1]。節(jié)能環(huán)保以及經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)，因此新型的采暖方式也在建筑中廣泛應(yīng)用，如（1）在天花板、地板、墻壁內(nèi)安裝電熱膜采暖的方式，但此方式會(huì)在室內(nèi)產(chǎn)生灰塵漂浮，影響人體健康，且散熱面積大，采暖費(fèi)和設(shè)備費(fèi)用較高；（2）使用空調(diào)，利用空氣對(duì)流供暖，可單獨(dú)對(duì)需供暖的房間供暖費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用較低，但升溫速度慢，且空調(diào)長(zhǎng)期使用容易漏氟，污染環(huán)境；（3）使用小型電熱輻射爐供暖的方式，但使用時(shí)供暖不均勻，用戶體驗(yàn)不佳。

1 要解決的問(wèn)題

新的環(huán)保要求和能源要求，需要一種散熱面積小，散熱均勻的供暖設(shè)備，消費(fèi)者的用戶需求是需要在消費(fèi)者需要采暖時(shí)提供均勻熱量的產(chǎn)品，目前最受消費(fèi)者歡迎的無(wú)疑就是熱水袋、暖手寶、電熱毯這類供熱面積小，在消費(fèi)者所需供熱的地方提供熱量的產(chǎn)品，但這樣的產(chǎn)品仍有缺陷，熱水袋、暖手寶蓄熱量小難以持續(xù)供暖，只能一人使用，電熱毯僅存在安全隱患[2-4]。

2 解決方案

水具有較高的比熱容，是蓄熱散熱的絕佳介質(zhì)，為解決夏季炎熱難以入睡的問(wèn)題，已有人設(shè)計(jì)睡床墊，在人臥于水床墊上休息時(shí)吸收人體熱量達(dá)到降溫的效果，若在水床墊上設(shè)置進(jìn)水口和出水口。即可持續(xù)吸熱，同理水床墊也能用于冬季采暖，為此設(shè)計(jì)了一種可變形的水暖軟管，可根據(jù)需求塑造成多種家居用品如沙發(fā)墊、床墊、坐墊、桌墊，解決冬季人們?cè)谑覂?nèi)起居絕大部分的供暖需求點(diǎn)。

技術(shù)關(guān)鍵在于：

圖1.軟管外套管，11.通孔，12.海綿層，13.軟管內(nèi)套管

可變形的水暖軟管基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)橫截面圖如圖1，軟管外套管內(nèi)部設(shè)有海綿層，用于提高使用者的舒適度，也可用多孔橡膠替代，具有彈性能保型，防止由于人的壓迫造成軟管擠扁使水不流動(dòng)，海綿層內(nèi)側(cè)設(shè)有軟管內(nèi)套管，水在軟管內(nèi)套管內(nèi)流動(dòng)，軟管內(nèi)套管上設(shè)有多個(gè)通孔，使水與海綿層結(jié)合，達(dá)到降溫或取暖的效果，軟管內(nèi)套管采用PVC材料制成。

可變形的水暖軟管基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)組裝結(jié)構(gòu)圖如圖2，家居墊主體由多個(gè)軟管外套管通過(guò)連接帶連接構(gòu)成，軟管外套管外壁可設(shè)置邊條，邊條上設(shè)有通孔，連接帶可通過(guò)繩索連接兩段軟管外套管外壁的邊條，連接帶可以是不同長(zhǎng)度的條狀充氣袋或條狀乳膠，邊條上的通孔利于家居墊主體上下兩面的透氣，不會(huì)使使用面受潮，用條狀乳膠或條狀充氣袋制成的連接帶可以支撐人體重量，避免軟管外套管被壓扁。

并且相鄰軟管外套管之間通過(guò)流道相連通，便于水的流動(dòng)，使得取暖和散熱效果較好，所述家居墊主體一端的軟管外套管設(shè)有軟管外套管出水口，用于水的排出，軟管外套管出水口連接節(jié)流閥，用于家居墊主體的進(jìn)出水保持平衡，家居墊主體另一端的軟管外套管設(shè)有軟管外套管進(jìn)水口，軟管外套管進(jìn)水口通過(guò)輸水管與水箱連接，并且輸水管上也連接節(jié)流閥，水箱的上端設(shè)有水箱進(jìn)水口，水箱的外殼內(nèi)部設(shè)有保溫層，用于水的保溫[5]。

水箱進(jìn)水口可以連接熱水器熱水或冷水出口，用于供暖或制冷，使用時(shí)家居墊主體的進(jìn)水口和出水口可與地面下方的水管連接，水管連接熱水器，較為美觀，水管上可設(shè)電磁閥，無(wú)線或有線控制閥門的開(kāi)關(guān)，用于在需要時(shí)供水，節(jié)約能源。

圖1-軟管外套管、2-流道、3-連接帶、4-軟管外套管出水口、5-節(jié)流閥、6-水箱、7-水箱進(jìn)水口、8-保溫層、9-輸水管、10-軟管外套管進(jìn)水口、14-家居墊主體

3 結(jié)語(yǔ)

軟管外套管和條狀連接帶可根據(jù)需求，折疊成任意形狀的沙發(fā)墊、床墊、坐墊、桌墊，通過(guò)進(jìn)水管和出水管連通熱水器或自來(lái)水后能用于采暖和制冷，具有良好的透氣性，適宜的使用溫度，可塑造性，使用安全，散熱面積小，可持續(xù)供暖制冷，在冬季蓋上被子，鋪上床墊后可長(zhǎng)時(shí)間保溫，熱水器可變頻輸送熱水，更加節(jié)能，同時(shí)該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉利于大規(guī)模推廣使用。使用該裝置通過(guò)節(jié)約能源，可減少化石燃料燃燒控制大氣污染。