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。
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]。
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
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。