CN109619948A - 一种太阳能加热脚垫 - Google Patents

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张春路
常萌萌
高鹏
邵亮亮
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Tongji University
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47G—HOUSEHOLD OR TABLE EQUIPMENT
    • A47G27/00—Floor fabrics; Fastenings therefor
    • A47G27/02—Carpets; Stair runners; Bedside rugs; Foot mats

Abstract

本发明涉及一种太阳能加热脚垫，包括：储液罐(5)、太阳能集热器(4)和脚垫(1)，所述的太阳能集热器(4)包括内层和外层，所述的内层为吸附剂(41)，所述的内层通过管道(2)与储液罐(5)连通，所述的外层为太阳能吸附层，所述的储液罐(5)用于储存制冷剂，当太阳能吸附层未受到太阳光照射时，储液罐(5)中的制冷剂去向吸附剂(41)并与吸附剂(41)结合，当太阳能吸附层受到太阳光照射时，制冷剂脱离吸附剂(41)并去向储液罐(5)，所述的脚垫(1)中设有可容纳太阳能集热器(4)的空腔。本发明可以通过物理吸附反应来实现持续的放热，放热温度恒定，且不需要额外的电加热，节能高效，安全性高。

Description

一种太阳能加热脚垫
技术领域
本发明涉及一种脚垫，尤其是涉及一种太阳能加热脚垫。
背景技术
随着社会经济的快速发展，人民的生活品质也在逐步提高。在寒冷季节，加热脚垫因其能对脚部进行加热而成为了体寒人群的福音。如今，越来越多人采用冬季使用加热脚垫来维持脚部温度，从而提高身体舒适度。目前市场上售卖的加热脚垫大多通过一次性的化学反应或者持续电加热的方式来实现加热。对于通过一次性化学反应加热的脚垫，放热温度偏高且不易控制，并且只能在固定的一段时间内放热，随后温度会越来越低，放热温度的不恒定性会降低人体脚部的舒适度。对于通过电加热来实现加热作用的脚垫，若长时间内开启必定会消耗大量电能，虽然电加热脚垫的购买费用并不高，但是后期运行时的加热费用却不可小觑。其次，如果想要在夜间持续放热，电加热需要一直处于开启状态。对于处于睡眠状态的人来说，无意识的情况下，电加热会带来一定的风险。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种太阳能加热脚垫。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种太阳能加热脚垫，包括：储液罐、太阳能集热器和脚垫，所述的太阳能集热器包括内层和外层，所述的内层为吸附剂，所述的内层通过管道与储液罐连通，所述的外层为太阳能吸附层，所述的储液罐用于储存制冷剂，所述的脚垫中设有可容纳太阳能集热器的空腔，当太阳能吸附层未受到太阳光照射时，将太阳能集热器放入空腔，储液罐中的制冷剂去向吸附剂并与吸附剂结合，结合时放出热量用于加热脚垫，当太阳能吸附层受到太阳光照射时，制冷剂脱离吸附剂并去向储液罐。
进一步地，所述的太阳能集热器内设置有吸附剂，所述的吸附剂内部设置有制冷剂通道，吸附剂外部一侧设置有金属管。
进一步地，所述的金属管表面涂有太阳能选择性吸收涂层。
进一步地，基于物理吸附式技术进行设计，使用水作制冷剂，硅胶作吸附剂，实现间歇式制热。
进一步地，所述的管道上设置有阀门，用于分隔储液罐和太阳能集热器。冬季白天时，将可拆卸脚垫拆除，阀门打开，通过太阳辐射的热量来实现太阳能集热器内部的解吸过程，此时水从硅胶中脱附，储存在储液罐中；冬季夜晚时，将太阳能集热器装于可拆除脚垫中，阀门打开，此时储液罐的中的水从空气中吸热蒸发，到达脚垫内部的太阳能集热器中，被硅胶吸附放热，加热脚部。闲置时，将阀门关闭，太阳能集热器和储液器间连通中断。
进一步地，所述的金属管外部依次设置有特氟纶薄膜和玻璃盖板。
进一步地，所述的吸附剂外部其余侧包裹隔热材料。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、可以通过物理吸附反应来实现持续放热，使得放热温度恒定，提高舒适度；
2、利用太阳能作为解吸过程的驱动力，在吸附放热过程不需要额外的电加热，从而节能高效，提高安全性。
附图说明
图1为本发明中太阳能加热组件的具体结构示意图；
图2为本发明中脚垫的结构示意图；
图3为本发明中脚垫的另一种结构示意图。
图中：1.脚垫；2.管道；3.阀门；4.太阳能集热器；41.吸附剂；42.制冷剂通道；43.玻璃盖板；44.特氟纶薄膜；45.隔热材料；46.金属管；5.储液罐
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
太阳能加热脚垫包括储液罐5、太阳能集热器4和脚垫1，参见图1和图2，所述的太阳能集热器4包括内层和外层，所述的内层为吸附剂41，所述的内层通过管道2与储液罐5连通，所述的外层为太阳能吸附层，所述的储液罐5用于储存制冷剂，当太阳能吸附层未受到太阳光照射时，储液罐5中的制冷剂去向吸附剂41并与吸附剂41结合，当太阳能吸附层受到太阳光照射时，制冷剂脱离吸附剂41并去向储液罐5，所述的脚垫1中设有可容纳太阳能集热器4的空腔。其中吸附剂41内部设置有制冷剂通道，吸附剂41外部一侧设置有金属管46，面涂有太阳能选择性吸收涂层，吸附剂41外部其余侧包裹隔热材料45，吸附剂41为硅胶，所述的制冷剂为水。管道2上设置有阀门3，用于分隔储液罐5和太阳能集热器4。所述的太阳能吸收层外部包覆有特氟纶薄膜44和玻璃盖板43。
在具体运行过程中主要分为三个环节：
在运行之前，太阳能集热器中装填有吸附剂硅胶，储液罐5中充注有制冷剂水。当处于冬季夜晚时，将太阳能集热器4装于脚垫1中的空腔中，参见图2和图3，此时处于吸附工况下，参见图1，阀门3处于开启状态，太阳能集热器4进行吸附过程，而储液罐5作为蒸发器，储液罐5中的水从空气中吸热蒸发，并去向太阳能集热器4中的吸附剂41，在太阳能集热器4中被硅胶吸附放热，放出的热量运用于加热脚垫1。
冬季白天时，将可拆卸脚垫拆除，参见图2和图3，此时处于解吸工况下，阀门3处于开启状态，太阳能集热器4进行解吸过程，储液罐5作为冷凝器，太阳能集热器4吸收太阳辐射进行解吸，使得水从硅胶中脱附，进入储液罐5中冷凝备用。
在非使用工况下，阀门3处于关闭状态，太阳能集热器4和储液罐5间连通中断。该工况主要是在硅胶解析完成后，阻断系统的连通，保持硅胶的吸附能力，让系统的吸附只发生在使用工况。

Claims (8)

1.一种太阳能加热脚垫，其特征在于，包括：储液罐(5)、太阳能集热器(4)和脚垫(1)，所述的太阳能集热器(4)包括内层和外层，所述的内层为吸附剂(41)，所述的内层通过管道(2)与储液罐(5)连通，所述的外层为太阳能吸附层，所述的储液罐(5)用于储存制冷剂，所述的脚垫(1)中设有可容纳太阳能集热器(4)的空腔，当太阳能吸附层未受到太阳光照射时，将太阳能集热器(4)放入空腔，储液罐(5)中的制冷剂去向吸附剂(41)并与吸附剂(41)结合，结合时放出热量用于加热脚垫(1)，当太阳能吸附层受到太阳光照射时，制冷剂脱离吸附剂(41)并去向储液罐(5)。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能加热脚垫，其特征在于，所述的管道(2)上设有阀门(3)。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能加热脚垫，其特征在于，所述的吸附剂(41)内部开设有制冷剂通道，吸附剂(41)外部包覆有金属管(46)。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能加热脚垫，其特征在于，所述的太阳能吸收层涂设于金属管(46)外表面。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能加热脚垫，其特征在于，所述的太阳能吸收层为太阳能选择性吸收涂层。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能加热脚垫，其特征在于，所述的吸附剂(41)为硅胶。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能加热脚垫，其特征在于，所述的制冷剂为水。
8.根据权利要求4所述的一种太阳能加热脚垫，其特征在于，所述的太阳能吸收层外部包覆有特氟纶薄膜(44)和玻璃盖板(43)。
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