CN109965587A - 一种太阳能热水双人暖床 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能热水双人暖床，包括床框架，床框架上方有床面板，床面板下方为床内箱体，床内箱体顶面设置有夜间平铺式盘管加热部，左右以及尾端三个侧面设置有昼间床体四周环绕盘管加热部，床内箱体为封闭结构，其上为平铺式盘管加热部，床内箱体和床框架的四周夹层中为昼间环绕式盘管加热部。床面板两侧开微孔，面板靠近床尾处开百叶风口。夜间仅开启平铺式盘管，开启床体四周环绕盘管，打开床面板微孔，关闭床两侧框架中的百叶，仅加热床体。昼间开启四周环绕盘管，关闭平铺式盘管，根据人体所在位置调整百叶旋转角度，为房间供暖的同时实现定向供暖需求。本发明可达到按需分时供暖的目的，具有能耗低、用电量少，占地面积小等特征。

Description

一种太阳能热水双人暖床
技术领域
本发明属于建筑采暖技术领域，特别涉及一种太阳能热水双人暖床。
背景技术
我国北方农村地区冬季寒冷，住宅建筑保温性能差，居民大多采用炕、电加热器等方式为房间供暖，但以上采暖方式能源消耗高、经济性差、易造成环境污染等问题。随着我国新农村建设的推进，清洁采暖成为一项重要的民生工程，是关乎农村居民能否温暖过冬，建设美丽新农村的重要指标。太阳能经过中低温光热转化，可直接用于建筑供暖，相对效率高、成本低。因此，利用太阳能供热采暖已经成为清洁采暖的发展趋势。
根据农村居民的活动轨迹和生活习惯，昼间农村居民的活动区域主要是整个房间，夜间则在床上睡眠。其中夜间时间约占全体的1/3，如若仍采用全面采暖的方式，势必造成能源浪费。因此，采取“部分时间”“部分空间”的昼夜差异化采暖方式是满足农村居民热需求、最大限度节约能源的有效途径。同时，由于大多数农村居民住房面积有限，通常为卧室客厅一体化结构，故使用双人床居多，而双人床占地面积大，若在房间内再单独设置散热器，会造成卧室拥挤等问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种太阳能热水双人暖床，该装置以清洁的太阳能作为供暖热源，考虑采暖时不同时段人体差异化热需求，采用平铺式和环绕式热水盘管通过辐射换热和自然对流换热方式分别对房间和床体进行差异化供热采暖。根据农村居民的生活用能习惯，采用了灵活调节的方式，在不同时间段开启不同盘管阀门，进行分时段控制供暖，满足人体昼夜差异化热需求，实现昼间向房间全面供暖及夜间向床体局部供暖的分时供暖功能。本装置利用了双人床床体四周面积大的结构特点，将盘管环形盘绕在床体四周，使得盘管辐射面积增大，提高了该装置整体的散热性能。本装置没有风机等动力设备，通过自然对流和辐射换热的方式进行供暖，具备安静整洁、占地面积小、热舒适性高、节约能源等特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种太阳能热水双人暖床，包括床框架，床框架上方有床面板1，床面板1下方为床内箱体2，其特征在于，所述床内箱体2顶面设置有夜间平铺式盘管加热部，左右以及尾端三个侧面设置有昼间床体四周环绕盘管加热部。
所述床框架包括床侧木框3、床尾板5和床头板7，床侧木框3的左右以及尾端三个侧面设置有可转动开合的百叶木板4，昼间旋转打开，加强盘管与房间对流换热和辐射换热，夜间旋转关闭，减少热量耗散。
所述床尾板5顶端设置有内弧面朝向床面板1的弧形挡板6。
所述床面板1在床尾处开有条缝型风口16，在左右两侧边缘位置开有微孔14。
所述条缝型风口16中内置百叶，以调节角度使出条缝型风口16的热吹向被面，所述床面板1的左右两侧边缘通过转动件分别连接有用于覆盖微孔14的薄层钢板15，薄层钢板15在夜间拉起，昼间关闭。
所述床内箱体2由内层的绝热层部分2-2与外层的木板部分2-1使用铆钉2-3连接组成，为床整体的承重部分。
所述夜间平铺式盘管加热部包括置于床内箱体2上的高密度铝箔挤塑板，高密度铝箔挤塑板由上层的导热铝板8-1和下层的环保挤塑基材8-2组成，平铺于床内箱体2顶面，高密度铝箔挤塑板8上有水平凹槽，槽中嵌入带阀门的水平盘管12，夜间开启水平盘管12加热床面板1，昼间关闭水平盘管12节约能耗。
所述昼间床体四周环绕盘管加热部包括水平的带阀门的床体四周盘管13，床体四周盘管13绕床内箱体2的左右以及尾端三个侧面设置，由若干竖向固定架9固定，昼间开启床体四周盘管13，夜间关闭床体四周盘管13。
所述床体四周盘管13有五层，每根床体四周盘管13上均设置有环形肋片13-1，所述竖向固定架9竖向开有五个孔，每一层的床体四周盘管13穿过一个孔，竖向固定架9的底部两侧为水平的钢板9-2，以螺钉9-1固定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明根据昼夜差异化热需求将盘管分为两部分，昼间开启床体四周环绕盘管为房间供暖，夜间开启平铺式盘管为床体周围微环境供暖，可满足了我国北方农村住宅“部分时间”“部分空间”的昼夜差异化采暖需求。
2.本发明床尾弧形挡板和床面板微孔有助于夜间盘管渗透热量，该部分热量用于加热被面。床框架中的两侧框架内含百叶木板，百叶木板结构内层为铝箔，可强化辐射传热，百叶木板可旋转，昼间打开，夜间关闭，可根据昼间人体所在房间的不同位置灵活旋转角度，实现定向取暖功能。床体四周环绕盘管设置有环形肋片，可加强传热。
3.在保证人体热需求前提下，本装置不添加风机等机械通风手段，仅通过辐射和自然对流对床体进行加热，节约采暖运行费用。
4.本发明将采暖装置暗装在床体中，满足美观需求的同时，不占用额外的空间。具有结构紧凑，调节灵活，安全经济等特点。
附图说明
图1是本发明床体结构示意图。
图2是本发明床侧板百叶结构示意图。
图3是本发明床面板具体结构示意图。
图4是本发明床体结构剖面示意图。
图5是本发明床内箱体固定示意图。
图6是本发明平铺式盘管固定示意图。
图7是本发明竖向盘管架示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1所示，本发明一种太阳能热水双人暖床，包括床框架，床框架上方有床面板1，床面板1下方为床内箱体2，床内箱体2顶面设置有夜间平铺式盘管加热部，左右以及尾端三个侧面设置有昼间床体四周环绕盘管加热部。
床框架包括床侧木框3、床尾板5和床头板7，床侧木框3的左右以及尾端三个侧面设置有可转动开合的百叶木板4，如图2所示，百叶木板4为三层结构，中间层为环保挤塑板4-2，两面层分别为木板4-1和0.2mm厚的导热铝板4-3。导热铝板4-3有助于盘管与房间辐射换热，木板4-1在外侧，不用时木板4-1面向外。百叶木板4由上下两个旋转螺钉固定于床侧木框3内。百叶木板4昼间旋转至垂直床侧木框3方向打开，可加强盘管与房间对流换热和辐射换热，夜间旋转关闭，可减少热量耗散。床尾板5顶端设置有内弧面朝向床面板1的弧形挡板6，弧形挡板6可组织气流，使小腿以下部分被热气流包围，更好地营造睡眠环境。
如图1、图3和图4所示，床面板1在床尾处开有条缝型风口16，在左右两侧边缘位置开有微孔14，条缝型风口16中内置百叶，以调节角度使出条缝型风口16的热吹向被面，床面板1的左右两侧边缘通过转动件分别连接有用于覆盖微孔14的薄层钢板15，薄层钢板15在夜间拉开，昼间关闭，薄层钢板15的尺寸使得其在关闭时仅覆盖微孔14所处部分，方便热空气从床侧板渗出。夜间拉开薄层钢板15使其垂直地面(靠在床侧)，微孔14便可渗透出热量用于加热被面，昼间完全覆盖在床面板1两侧。由于昼间不需要使用双人床，因此薄层钢板15在床面板1两侧造成的凸起不会影响使用。
如图1和图5所示，床内箱体2是由内层的绝热层部分2-2与外层的木板部分2-1使用铆钉2-3连接组成的封闭结构，为床整体的承重部分，绝热层部分2-2可防止热量耗散。
如图1、图4和图6所示，夜间平铺式盘管加热部包括高密度铝箔挤塑板，高密度铝箔挤塑板由上层的0.2mm厚的导热铝板8-1和下层的环保挤塑基材8-2组成，平铺于床内箱体2顶面，床面板1放置在高密度铝箔挤塑板上，高密度铝箔挤塑板上有直径为30mm的水平凹槽，槽中嵌入带阀门的水平盘管12，夜间开启水平盘管12加热床面板1，可营造床体四周的睡眠微环境，昼间关闭水平盘管12节约能耗。水平盘管12与微孔14及条缝型风口16相通，热空气从微孔10渗出。
如图1、图4和图7所示，昼间床体四周环绕盘管加热部包括水平的带阀门的床体四周盘管13，床体四周盘管13有五层，每根床体四周盘管13上均设置有环形肋片13-1，床体四周盘管13绕床内箱体2的左右以及尾端三个侧面设置，由若干竖向固定架9固定，竖向固定架9竖向开有五个孔，每一层的床体四周盘管13穿过一个孔，竖向固定架9的底部两侧为水平的钢板9-2，以螺钉9-1固定。竖向盘管固定架9材质为铁，环形肋片13-1和床体四周环绕盘管13为金属管。昼间开启床体四周盘管13，并将床两侧木框3内置百叶木板4旋转至垂直床侧木框方向，可加强盘管与房间对流换热和辐射换热，夜间可关闭床体四周盘管13。
根据以上结构，在夜间，可开启夜间平铺式盘管加热部，关闭昼间床体四周环绕盘管加热部，打开微孔14，关闭百叶木板4，导热铝板4-3侧朝内，营造舒适安静的睡眠微环境，并且可以达到节能的目的。
在昼间可开启昼间床体四周环绕盘管加热部，关闭夜间平铺式盘管加热部，放下关闭薄层钢板15将微孔14覆盖，将百叶木板4旋转至垂直床框架方向，增大床体内四周盘管的辐射换热量，为房间全面采暖。
若夜间较冷，可同时开启夜间平铺式盘管加热部和昼间床体四周环绕盘管加热部，打开微孔14，将百叶木板4旋转至垂直床框架方向，床体内空气受热引起密度差形成自然对流向上运动，此部分空气用于加热被面，热空气包围人体四周形成睡眠热环境。床尾部的弧形挡板6用于引导热空气流动，使其更好地加热小腿以下部分。
本发明的一个实施例中，床面板1、床侧木框3、床内箱体2、床尾弧形挡板6为松木，密度为377kg/m3，导热系数为0.11W(m2*k)，比热容为1930J/(kg*K)。与太阳能热源相连接的水平盘管12、床体四周盘管13使用的是金属管，环形肋片13-1高度为15mm，管径为20mm，盘管供回水温度可调。
下面提供一个计算案例：假设该房间为6×6×3m3，在室内温度为0℃的情况下，平铺式盘管夜间供水温度45℃，回水温度35℃，水管在满足安静状态下流速为0.65m/s。昼间床体四周环绕盘管供水温度50℃，回水温度35℃，水管流速为2.0m/s。
夜间平铺式盘管经散热管散出的热量为：
Q＝cmΔt
＝4.18×1000×0.012×π×0.65×(45-35)
＝8.53kW
采暖区域为床面板周围区域，设定为2×2×2m3。0℃时空气的密度为1.293kg/m3，比热容为1000J/(kg*K)。该区域温度计算如下：
由此可见，该装置的平铺式盘管在夜间可将床面温度提升11.08℃，若初始温度为10℃，经该装置的使用，床面温度可提升至21.08℃，能够为人体提供一个舒适的睡眠环境。
昼间床体四周环绕盘管经散热管散出的热量为：
Q＝cmΔt
＝4.18×1000×0.012×π×2×(50-35)
＝39.38kW
采暖区域为整个房间，设定为6×6×2m3。该区域温度计算如下：
由此可见，该装置的床体四周环绕盘管在昼间可将房间提升9.47℃，若初始温度为10℃，经该装置的使用，房间温度可提升至19.47℃，能够为房间提供一个舒适的昼间热环境。
由于夜间使用了平铺式盘管，相比于夜间使用床体四周环绕盘管供暖，节省了的热量。
由以上实例分析可知，本发明利用太阳能热水盘管对床体加热，两部分盘管可以满足分时段供暖的不同需求，且将盘管设置于床体内部可减少占地面积，在昼夜不同热需求条件下能灵活调节，减少能源浪费，可达到降低建筑能耗、分时段供暖、减少用电量和减少用地面积等目的，利用低温热水就能解决冬季采暖需求。

Claims (10)

1.一种太阳能热水双人暖床，包括床框架，床框架上方有床面板(1)，床面板(1)下方为床内箱体(2)，其特征在于，所述床内箱体(2)顶面设置有夜间平铺式盘管加热部，左右以及尾端三个侧面设置有昼间床体四周环绕盘管加热部。
2.根据权利要求1所述太阳能热水双人暖床，其特征在于，所述床框架包括床侧木框(3)、床尾板(5)和床头板(7)，床侧木框(3)的左右以及尾端三个侧面设置有可转动开合的百叶木板(4)，昼间旋转打开，加强盘管与房间对流换热和辐射换热，夜间旋转关闭，减少热量耗散。
3.根据权利要求2所述太阳能热水双人暖床，其特征在于，所述床尾板(5)顶端设置有内弧面朝向床面板(1)的弧形挡板(6)。
4.根据权利要求1所述太阳能热水双人暖床，其特征在于，所述床面板(1)在床尾处开有条缝型风口(16)，在左右两侧边缘位置开有微孔(14)。
5.根据权利要求4所述太阳能热水双人暖床，其特征在于，所述条缝型风口(16)中内置百叶，以调节角度使出条缝型风口(16)的热吹向被面，所述床面板(1)的左右两侧边缘通过转动件分别连接有用于覆盖微孔(14)的薄层钢板(15)，薄层钢板(15)在夜间拉起，昼间关闭。
6.根据权利要求1所述太阳能热水双人暖床，其特征在于，所述床内箱体(2)由内层的绝热层部分(2-2)与外层的木板部分(2-1)使用铆钉(2-3)连接组成，为床整体的承重部分。
7.根据权利要求1所述太阳能热水双人暖床，其特征在于，所述夜间平铺式盘管加热部包括置于床内箱体(2)上的高密度铝箔挤塑板，高密度铝箔挤塑板由上层的导热铝板(8-1)和下层的环保挤塑基材(8-2)组成，平铺于床内箱体(2)顶面，高密度铝箔挤塑板上有水平凹槽，槽中嵌入带阀门的水平盘管(12)，夜间开启水平盘管(12)加热床面板(1)，昼间关闭水平盘管(12)节约能耗。
8.根据权利要求1所述太阳能热水双人暖床，其特征在于，所述昼间床体四周环绕盘管加热部包括水平的带阀门的床体四周盘管(13)，床体四周盘管(13)绕床内箱体(2)的左右以及尾端三个侧面设置，由若干竖向固定架(9)固定，昼间开启床体四周盘管(13)，夜间关闭床体四周盘管(13)。
9.根据权利要求8所述太阳能热水双人暖床，其特征在于，所述床体四周盘管(13)有五层，每根床体四周盘管(13)上均设置有环形肋片(13-1)，所述竖向固定架(9)竖向开有五个孔，每一层的床体四周盘管(13)穿过一个孔，竖向固定架(9)的底部两侧为水平的钢板(9-2)，以螺钉(9-1)固定。
10.根据权利要求1所述太阳能热水双人暖床，其特征在于，所述夜间平铺式盘管加热部和昼间床体四周环绕盘管加热部的盘管部分分别与由太阳能加热的热水源连接。
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