CN106765785B - 基于科恩达效应的空调厂房屋顶气膜降温装置 - Google Patents

基于科恩达效应的空调厂房屋顶气膜降温装置 Download PDF

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Abstract

基于科恩达效应的空调厂房屋顶气膜降温装置，包括科恩达翼型片、弧形上罩、连接块、端板、风箱、抽风机及底板；科恩达翼型片位于底板上方，并位于弧形上罩的侧边下方，其一端设有弧形导流头；弧形上罩通过连接块与弧形导流头连接，其与科恩达翼型片之间设有条形出风口；科恩达翼型片、弧形上罩、端板及底板四者合围形成出风腔；风箱安装在底板上，其内设有静压腔和抽风腔；抽风机安装在抽风腔内；底板上设有与静压腔连通的风孔。本发明利用空调厂房的排风，经基于科恩达效应的空气诱导装置的窄缝口送出，沿着科恩达曲面流动，实现小风量诱导屋面周围空气，最后在屋顶外表面形成气膜，气膜贴壁速度大，能充分带走热量，降低屋面外表面温度。

Description

基于科恩达效应的空调厂房屋顶气膜降温装置
技术领域
本发明涉及屋顶降温装置，特别是一种基于科恩达效应的空调厂房屋顶气膜降温装置。
背景技术
随着工业的迅速发展，大量的厂房建筑应运而生，相应的，空调能耗也显著增长。据统计，厂房的空调能耗约占建筑能耗的30%-60%左右，因此，发展绿色能源建筑，减少空调能耗在当下显得越来越重要。
空调厂房屋顶多为钢板结构，屋顶的保温隔热性能差，传热系数大。夏季白天随着时间的不同，厂房屋面外表面温度也不同，最低温度40℃，下午14时最高温度温度可达70℃，屋顶上方空气温度33-36℃，高大空间空调厂房上部区域温度26-29℃。太阳辐射强度大再加上屋面表面积大，屋面夏季空调冷负荷占厂房围护结构冷负荷的很大比例。
目前对空调厂房屋顶降温的技术方法有三种：
1、对屋顶用冷水喷淋进行蒸发冷却，降低屋顶表面温度。这种方法存在着水喷淋对屋顶表面的结垢以及回水降温等问题。
2、在屋顶涂覆太阳热反射涂料，提高屋顶的反射率，从而降低屋顶太阳辐射得热。但是空调厂房屋顶表面积通常较大，涂满屋顶需要的涂料量较大，日常清洁需要消耗人力物力，成本偏高，并且耐用性不好。
3、在屋顶上方架设百叶遮挡太阳，降低屋顶表面温度。但是空调厂房屋顶表面积通常较大，导致遮阳百叶的安装及使用成本偏高，且日常清洁需要消耗人力物力，且需要根据太阳的照射角度变化及时调节百叶角度，使用较麻烦。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种基于科恩达效应的空调厂房屋顶气膜降温装置，它通过利用空调厂房排风（当排风量不够时，结合屋面上方的新风），实现小风量诱导屋面外表面上方空气，在空调厂房屋面外表面形成气膜。它解决了现有的厂房屋顶降温方法(及装置)成本偏高、日常清洁维护麻烦、降温效果差的问题。
本发明的技术方案是：基于科恩达效应的空调厂房屋顶气膜降温装置，包括科恩达翼型片、弧形上罩、连接块、端板、风箱、抽风机及底板；
科恩达翼型片位于底板上方，并位于弧形上罩的侧边下方，其一端设有弧形导流头；
弧形上罩设在科恩达翼型片的上端，其通过连接块与科恩达翼型片的弧形导流头连接，其与科恩达翼型片之间设有条形出风口；
端板竖直安装在底板上，并与科恩达翼型片和弧形上罩连接；科恩达翼型片、弧形上罩、端板及底板四者合围形成出风腔；
风箱安装在底板上，其内设有静压腔和抽风腔；静压腔下端设有进风口A，侧壁上设有出风口A；抽风腔一侧壁上设有进风口B，另一侧壁上设有出风口B，抽风腔设在静压腔的外侧，抽风腔的进风口B与静压腔的出风口A连通，抽风腔的出风口B与出风腔连通；
抽风机安装在抽风腔内；
底板上设有与静压腔的进风口A连通的风孔。
本发明进一步的技术方案是：静压腔上端设有管接口；其还包括新风管，新风管一端连接在静压腔的管接口上，另一端穿过弧形上罩而位于出风腔外部,新风管内部从上至下依次设有过滤网和风阀。
本发明进一步的技术方案是：科恩达翼型片的外表面为科恩达曲面。
本发明进一步的技术方案是：抽风腔的出风口B的高度低于条形出风口的高度。
本发明进一步的技术方案是：科恩达翼型片的数量有两个，分别通过连接块连接在弧形上罩的两侧下方；端板的数量有两块，分别连接在科恩达翼型片和弧形上罩的两侧；静压腔在相对的两侧壁上均设有出风口A，抽风腔的数量有两个，分别设在静压腔的两外侧，并分别通过进风口B与静压腔的两个出风口A连通。
本发明更进一步的技术方案是：静压腔内设有中隔板，中隔板上端连接在静压腔顶部，下端连接在静压腔底部。
本发明进一步的技术方案是：科恩达翼型片的数量为一个；端板的数量有四块，其中两块连接在科恩达翼型片和弧形上罩的两侧，另外两块与弧形上罩连接；静压腔仅在一侧壁上设有出风口A。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、降温效果好。利用空调厂房的排风（当排风量不够时，结合屋面上方的新风），经基于科恩达效应的空气诱导装置的窄缝口送出，沿着科恩达曲面流动，实现小风量诱导屋面周围空气，最后在屋顶外表面形成气膜，气膜贴壁速度大，能充分带走热量，降低屋面外表面温度。
2、有效降低夏季空调厂房屋顶冷负荷。利用空调厂房的排风（当排风量不够时，结合屋面上方的新风），经基于科恩达效应的空气诱导装置的窄缝口送出，沿着科恩达曲面流动，实现小风量诱导屋面周围空气，最后在屋顶外表面形成气膜，气膜贴壁速度大，能充分带走热量；通过降低屋顶外表面温度来降低屋顶内外表面传热温差，从而大大减小空调厂房屋顶冷负荷，随着屋顶外表面温度降低程度的不同，空调厂房屋顶冷负荷降低程度也不同，减小程度为30%-60%。
3、兼顾排风。可以根据不同空调厂房的不同换气次数，调节排风风量，进行低焓值排风处理，从而兼顾排风。
4、屋顶清扫（除尘扫雪）。可以利用空气诱导装置形成的气膜来为厂房屋顶清扫灰尘。并且冬季厂房屋顶常常会伴有积雪，此时可利用空气诱导器系统来进行融雪，关闭新风管内的风阀，启动抽风机将室内空气抽出，经过科恩达翼型片的诱导，在屋面形成气膜，产生融雪效果。
5、能耗小、噪音低。基于科恩达效应的空气诱导装置利用部分新风诱导，即利用小流量诱导出流，诱导率高达10～15倍，这使得流经抽风机的风量会明显减少，对风机的功率要求也会大大降低；利用条形出风口和科恩达曲面诱导，实现小流量小功率诱导出风产生普通大功率风机的出风效果，从而减少电能消耗30%以上。弧形导流头的平滑曲面可减少由于气流遇到尖锐物产生乱流噪音。
以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为实施例1的俯视结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为图2的A部分放大图；
图4为图2的B部分放大图；
图5为实施例1的使用状态示意图；
图6为实施例2的结构示意图；
图7为图6的B-B剖视图；
图8为实施例2的使用状态示意图。
具体实施方式
实施例1：
如图1-4所示，基于科恩达效应的空调厂房屋顶气膜降温装置，包括科恩达翼型片1、弧形上罩2、连接块3、端板5、风箱7、抽风机8、新风管9及底板10。
科恩达翼型片1位于底板10上方，并位于弧形上罩2的侧边下方，其一端设有弧形导流头11。弧形导流头11的平滑曲面可减少由于气流遇到尖锐物而产生的乱流噪音。科恩达翼型片1的数量有两个，分别位于弧形上罩2的两侧下方。科恩达翼型片1的外表面为科恩达曲面。
弧形上罩2设在科恩达翼型片1的上端，其在两侧分别通过连接块3与科恩达翼型片1的弧形导流头11连接，其与科恩达翼型片1之间设有条形出风口4。
端板5安装在底板10上并与底板10垂直，端板5的数量有两块，分别连接在科恩达翼型片1和弧形上罩2的两侧。端板5、科恩达翼型片1、弧形上罩2及底板10四者合围形成出风腔6。
风箱7安装在底板10上，其内设有静压腔71和抽风腔72。静压腔71下端设有进风口A711，相对的两侧壁上均设有出风口A712，上端设有管接口713。抽风腔72一侧设有进风口B721，另一侧设有出风口B722，抽风腔72有两个，分别设在静压腔71的两外侧，抽风腔72的进风口B721与静压腔71的出风口A712连通，抽风腔72的出风口B722与出风腔6连通。
抽风机8安装在抽风腔72内。
新风管9一端连接在静压腔71的管接口713上，另一端穿过弧形上罩2而位于出风腔6外部,新风管9内部从上至下依次设有过滤网91和风阀92。
底板10上设有与静压腔71的进风口A711连通的风孔101。
优选，静压腔71内设有中隔板714，中隔板714上端连接在静压腔71顶部，下端连接在静压腔71底部。中隔板714的作用是分隔静压腔中的气流，
保证静压腔中左右两边风量相等。
优选，抽风腔72的出风口B722的高度低于条形出风口4的高度。以减少气流从条形出风口4流出时产生的噪音。
实施例2：
如图6-7所示，本实施例与实施例1相比区别仅在于：科恩达翼型片1的数量为一个。端板5的数量有四块，其中两块连接在科恩达翼型片1和弧形上罩2的两侧，另外两块与弧形上罩2连接。静压腔71仅在一侧壁上设有出风口A712。
简述本发明的使用：如图5、8所示，使用之前在厂房屋顶99上需要预先开设连通至室内的孔991，使用时将本发明放置在厂房屋顶99上，底板10上的风孔101正对厂房屋顶99上的孔991，启动抽风机8，室内的冷空气依次通过厂房屋顶99上的孔991、底板10上的风孔101及静压腔71的进风口A711进入静压腔71内，再通过静压腔71的出风口A712和抽风腔72的进风口B721进入抽风腔72内，然后通过抽风腔72的出风口B722进入出风腔6内。气流在出风腔6内沿着科恩达翼型片1的内表面流动，经过弧形导流头11导流后，从条形出风口4出流，再沿着科恩达翼型片1的外表面流动形成稳定的贴附射流，并且诱导屋顶上方周围空气，最后在厂房屋顶99外表面形成稳定的贴壁气膜，气膜贴壁速度大，能够不断将热量带走，达到良好的降温效果。
实施例2适用于厂房屋顶宽度较窄的情况。
使用时可通过调节抽风机8的转速来调节风量，进而达到调节条形出风口4的出流速度的效果。还可通过调节风阀92的开度来改变室外新风和室内排风风量。

Claims (1)

1.基于科恩达效应的空调厂房屋顶气膜降温装置，其特征是：包括科恩达翼型片(1)、弧形上罩(2)、连接块(3)、端板(5)、风箱(7)、抽风机(8)及底板(10)；
科恩达翼型片(1)位于底板(10)上方，并位于弧形上罩(2)的侧边下方，其一端设有弧形导流头(11)；科恩达翼型片(1)的外表面为科恩达曲面；
弧形上罩(2)设在科恩达翼型片(1)的上端，其通过连接块(3)与科恩达翼型片(1)的弧形导流头(11)连接，其与科恩达翼型片(1)之间设有条形出风口(4)；
端板(5)竖直安装在底板(10)上，并与科恩达翼型片(1)和弧形上罩(2)连接；科恩达翼型片(1)、弧形上罩(2)、端板(5)及底板(10)四者合围形成出风腔(6)；
风箱(7)安装在底板(10)上，其内设有静压腔(71)和抽风腔(72)；静压腔(71)下端设有进风口A(711)，侧壁上设有出风口A(712)；抽风腔(72)一侧壁上设有进风口B(721)，另一侧壁上设有出风口B(722)，抽风腔(72)设在静压腔(71)的外侧，抽风腔(72)的进风口B(721)与静压腔(71)的出风口A(712)连通，抽风腔(72)的出风口B(722)与出风腔(6)连通；静压腔(71)上端设有管接口(713)；其还包括新风管(9)，新风管(9)一端连接在静压腔(71)的管接口(713)上，另一端穿过弧形上罩(2)而位于出风腔(6)外部,新风管(9)内部从上至下依次设有过滤网(91)和风阀(92)；静压腔(71)内设有中隔板(714)，中隔板(714)上端连接在静压腔(71)顶部，下端连接在静压腔(71)底部；
抽风机(8)安装在抽风腔(72)内；
底板(10)上设有与静压腔(71)的进风口A(711)连通的风孔(101)；
科恩达翼型片(1)的数量有两个，分别通过连接块(3)连接在弧形上罩(2)的两侧下方；端板(5)的数量有两块，分别连接在科恩达翼型片(1)和弧形上罩(2)的两侧；静压腔(71)在相对的两侧壁上均设有出风口A(712)，抽风腔(72)的数量有两个，分别设在静压腔(71)的两外侧，并分别通过进风口B(721)与静压腔(71)的两个出风口A(712)连通。
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